Установка для очистки ртути
Изобретение относится к технике получения ртути особой чистоты и может быть использовано для очистки других металлов и неорганических веществ и позволяет повысить эффективность очистки за счет регулирования перепада давления в ректификационной колонне. Устройства содержит ректификационную колонну с кубом и дефлегматором, реактор термической обработки исходного материала, делитель термообработанного исходного материала. Площадь сечения каналов паропровода составляет 0,05-0,750 площади сечения ректификационной колонны, а внутренний объем равен 1-6 объемам свободного пространства верхней укрепляющей части ректификационной колонны. 2 ил. 1 табл.
СОЮЭ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
It5D 4 В Ol D 3 32
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H А BTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕНН(=1Й КОМИТЕТ
flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4347005/31-26
1 (22) 21.13.87 (46) 23.088(, h . g" (71) Запорожский индустриальный институт (72) В. П. Фомин, В. Г. Вивдюк, В. А. Тербан и И. А. Строителев (53) 66.048.3i 5 (()88.8) (56) Авторское свидетельство СССР х о 724157, кл. В Ol D 3/32, 1980. (54) VCTAHOBKA ДЛЯ ОЧИСТКИ РТУТИ (57) Изобретение относится к технике получения ртути особой чистоты и может быть использовано для очистки других металлов
Изобретсние относится к технике получения ртути особой чистоты и может быть использовано для очистки других металлов
li неорганических вешеств.
Г)елью изобретения является повышение эффективности очистки за счет регулирования lli репада давления и ректификационной
К(), 1(> I I I I c
1).:1 фиг l II(:I(;I )ь, I ус11(нонка,(ля очистки
;.! (н, (!()!I! ill! вид, llil фи(. 2 графики
Х.II T;I 1 ОВ ЭКСП(PI(M(. HTd.1ЬНЫХ ИССЛ(. jO;: i!ièè
Рсктнфикацион (ая колонна установки имест крепляю(цук> часть l и куб 2, соединснные с клапаном 3 отбора высококння(него вегцества и с одним из выходов д(.-и-.сля 4 исходного вещества.,1ругой выход делигс IH через компенсатор 5 разности ав,)ений соединен с тарелкой 6 питания ректификационной колонны, а его вход — с трубопроводом и реактором 7 термической обработки и ходного весцества, с кубом 2 и загрузочным устройством, а также с вакуумсо )дакнци ми устройствами и соединительными трубопроводами 8. Ректификационная колонна снабжена паропроводом 9 с нагревателем 10 с независимым регули1)ованием температуры. Вход паропровода
„„SU„„1502040 А 1
И 1(ЕОр(аНИЧЕСКИХ ВЕщЕСтВ И ПОЗВОЛяс T повысить эффективность очистки за счет регi .ëèð()âàíèÿ перепада давления в ректифнкационной колонне. Установка содержит рек1ификационную колонну с кубом и дефлегма гором, реактор термической обработки исходного материала, делитель термообрабо1анного исходного материала. Площадь сечения каналов паропровода составляет 0,05 — 0,750 площади сечения ректификационной колонны, а внутренний объем равен 1--6 объемам свободного пространства верхней укрепляющей части ректификационнои колонны. 2 ил, 1 табл.
9 соединеH с укрепляющей частью рекгификационной колонны, а выход — — с дефлегматором 1 1, к одному из выходов которого через дс 1итель 12 флегмы подключен приемник 13 очи(ценного продукта, а к другому дополнительный компенсатор 14 разности:.авления. Выход компенсатора 14 также соединен с укрепляющей частьк) рек ги фи к а цион ной колонны.
Установка работает следующим образом.
Исходный матсриал через загру3()ilн(ц устр;)йство, реактор 7 термической обработки исходного материала, делитель 4 исходног(i вепцства и компенсатор 5 разности давл(ний поступает на тарелку 6 питания ректификационной колонны, откуда, стекая, заполняет ннжележа гцие тарелки и куб 2, а испаряясь и конденсируясь, заполняет
pdcII()ложенную выше оснастку укрепляюгцей части 1. Взаимодействие встреч но направленных потоков жидкости и паровой фазы в укреп,1яю)цей части и исчерпывак)шей части ректификационной колонны обеспечивает эффективное накопление высококипя(цих неорганических примесей исходного материала н кубовом остатке, который непрерывно или периодически отводится через к 13lldH 3 отбора высококипягцего
1502040 продукта ректификации. Г!ары очищенной ртути из укрепляю!цей части поступают в паропровод 9 с нагревателем 10 и через выход этого паропровода направляются в дефлегматор 11, где, конденсируясь, очиlli(нный продукт стекает через делитель 12 флегмы в соответствующий приемник 11 или возвраша TcH на верхнюю тарелку укрепляющей ча TH через дополнительный
K()xllloнсатОр 14 разности давления, обеспечивая орошение и поддержание заданного ф tete«>H<>1 числ()..сех<.чегматор 11 соединен также с вакуx мсоздающими устройcтв3ми и <Оединительными чрубопроводами
H. Необходимый д.)я ул ойчивой работы ректификационной колонны и предотвра-! цения режимов открытоп> факела или зах.tB6ûB3tIèÿ укр(-пляк>п(ей части перепад давлений паров между нс рхох1 колонны и кубом
2 п<>ддерживается регx(!!
О l>lстКИ ОИТИ МИзl) l! И(И I!с р<. 113 13,1»E3.1(— ний по высoT(< укрепляюшеи части благодаря предлаг»(мым Ilpoxo(нь!м сечениям и обьемным соотнес>п!ениях1 и tpo!!pot) 15 30 МОМ Вс ili(. CTB»X. Д<Чя Bt>t Bite(>K<>KHIIHt>tttx примесей: ссребра, алюминия, cвинца, никеля, меди, висмута, железа и марганца. Отдельно ме)одом вакуумной фильтрации 1 кг очищенной ртути через обезжиренную замшу определяют содержание взвешенных частиц неорганических веществ и продуктов пиролиза органических примесей в виде твердого остатка. При,чер. П роизводят исследования эф- 40 фективности очистки ртути в зависимости О! плошади сечения и обьемных соотношений It редл 3 га е мого п а роп ро вода. Б качестве исxoJíoï> вещества используют ртуть марки PO-. 1. Контрол и руем ы и параметр оценивают коэффициентом очист- 45 ки, аналогичным принятому в теории ректифик»ции показателк> отношения концентрации примесей B и ходном и очишаеГрафики результатов описываемого исследования (фиг. 2) имеют экстремальный вид, характерный для зависимости контролируемого параметра от нагрузки по пару и гидравлического сопротивления ректнфнка ции. Положение точек экстремума возрастает по мере увеличения отношения внутреннего объема предлагаемого паропровода к объему свободного пространства укрепляющей части ректификационной колонны, что свидетельствует об увеличении эффекта очистки. Процесс, однако, не удалось реализовать при соотношении больше 6,0 из-за возникающего параметрического резонанса давления паров ртути в колонне и возможности разрушения установки. Наличие паропроводов несущественно влияет на эффективность очистки, если рассматриемое соотношение меньше 1,0. Положение нисходящих ветвей семейства кривых подтверждает оптимальность предлаг»емого интервала площади сечения каíà loH паропровод». 1 lpH площади сечения кан».н>в паропровода более 0,750 площади сечения ректификационной колонны изменение pl o температуры несушественно влияет на д»вление паров в колонне, а эффективность Очистки ртути на установке не возр;)с г;)л . 11ел ьзя, Однако, у мены>1 ить плоill;t.iH ((ч HHH каналов паропровода менее (1,1)1!5»!1,!Ощади сечения колонны из-за не.l<>lI < I H I()l() уменьшения производительноли установки и ухудшения эффективности очистки От высoKQKHIIHlll,èõ примесей, вызванHo1() необхо.(имостьк> компенсирующего x H(,lHчения нагрузки ll;I куб-Hcпаритель ! lр<>ведены такжс. «p»B»HTeльные исиы1;)ния извел ной и предлагаемой устанонок с р< ктификационными колоннами, изгото!1лс иными из кварцевого стекла двойного переплава и снабженными 32 шелевыми та р» !к»ми диаметром 40 мм. Внутреннии <)<) I,«ì II(IpolIp<)Bo33 и» установке p»BHHл H 5 (H) t,(v;Il(I свободно! О пространств» укрепл HKHlicil части ректификацион ной колонны, а площадь c( Установка обеспечивает получение очищенной ртути, свободной от загрязнения взвешенными частицами высококипяших неорганических ве(цеста и продуктов пиролиза органических примесей по данным используемой методики определения. Суммарное содержание высококипящих неорганических веществ по данным химико-спектра чьного анализа образцов ртути, очищенной на предлагаемой установке, в 18 раз меньше. чем для аналогичног<з продукта извесгной установки. Косвенным подтверж! 502040 Формула изобретения Уста\ Содервание в образцах, >10 мас.х звещенные Характеристика ртути астнцы н продукты иролнза, rj1000 г новка Основное)1 вещество Ag А1 Pb Bi Ni Fe Си сего высо окипящих еществ 108, О 40,0 2,0 10>0 15,0 30,0 5,0 4,0 1,0 0,2 0,6 0,2 99,99892 2,0 99,99991 0,7 99,99 28 6, 1 Исходная Извест17 8,0 0,1 0,2 5,0 Очищенная Кубовый остаток ная 1>00, ) 150,0 30,0 70,0 120>0 40,0 200,0 716,0 го Предлагаемая 0,74 006 п06 Не обнарувено (менвще О,1) 0,1 =0,1 (0,1 99,99999 0,002 О,1 Очищенная Кубовый остаток 99,9881 20, О 200,0 250, О 70,0 100, О 150,0 100,0 300,0 1190 252 деи нем эффективности предлагаемого технического решения служит и более высокое накопление всех указанных загрязнений в 44убовом остатке ректификации нв предл агаемой установке, чем на известной. Использование изобретения, таким образом, обеспечивает повышение эффективности очистки ртути и возможность осуществления непрерывных процессов ректификации в режимах с одновременным исчерпыванием и укреплением. Установка для очистки ртути, включающая загрузочные, нагревательные и вакуумсодержа1цие устройства, трубопроводы, реактор термической обработки исходного ве. щества, ректификационную колонну, состоящую из укрепляющей и исчерпывающей частей, тарелки питания куба, компенсатора разности давлений и дефлегматора с делителем с каналами очищенного вещества, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности очистки за счет регулирова ния перепада давления в ректификационной колонне, установка снабжена делителем исходного вещества и паропроводом снагревателем,,площадь сечения каналов паропровода составляет 0,005 — 0,750 площади сечения ректификационной колонны, а внутренний объем составляет 1 — б объемов свободного пространства укрепляющей части ректификационной колонны, при этом вход паропровода соединен с верхом укреп ляющей части ректификацион ной колонны, а выход — с дефлегматором, выход ком пенсатора разности давлений соединен с тарелкой питания ректификационной колонны, а вход — с одним из каналов делителя исходного вещества, другой канал делителя исходного вещества соединен с кубом через клапан отбора высококипящего вещества, 20 при этом дефлегматор имеет дополнительный компенсатор разности давлений.! 502040 о 60 л 40 ф 8. Ъ ZO 25 50 75 Нтща3ь сеченая канало3, % 8 колонны Фиг. 2 (:с>ст; инте.чь (.. 1 рифо ноя (t,t;> >> «j () (() j>h (>t5E. tt>ti>B с крсл И. Вера с Кt>рректор Т Палий :3,>л,> s 4 >t> i,t> 1 и раж 60(> (lолнисное l3lll l1l(111 Г >,,; ретt>t íttt>t t> кс>к>н>ста по иаобрсте ниягя и отлрь>тияч «ри ГКНТ (.((. Р I j:3t?35>, . > >оскьа, Ж 35, Ра) >нская наб, д. 4, 5 (!р, t,:»и> tt tt!е-":н<>- >ила>t tüскttй лоибинат «(1>>тt нт, г. Ужгород, улч Гагарина, 10!
