CS225755B1 - Zařízení k čištění Inertních plynů, zejména argonu - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení k čištění inertníoh plynů, zejména argonu.

Inertní plyny» zejména argon, se používají jako umělé atmosféry při tepelném zpracování kovových materiálů, určených pro jadernou energetiku, pro speciální analytická zařízení, jako např. kvantometry, pro elektrotechnický průmysl a jiné účely.

Zbytkové nečistoty v inertních plynech, jako kyslík, vodík, dusík, sloučeniny uhlíku a vodní pára, reagují chemicky s některými kovy, a tím zkreslují výsledky chemických analýz, naměřených kvantometry, resp. při jejich zvýšené hladině v inertním plynu blokují jeho činnost.

Jsou známa zařízení pro dočišíování inertních plynů, která pracují na bázi katalyzátoru, například kobalt-kysličník měďný. Katalyzátor na sebe v oxidačním procesu váže kyslík, v redukčním procesu vodík, Absorbcí na molekulárních sítech je vázána vodní pára.

Tento způsob a zařízení jsou málo účinné a docílená čistota inertníoh plynů je nedostatečná.

Dále jsou známa zařízení, která odstraňují kyslík, dusík, sodík, kysličník uhelnatý a uhlovodíky chemickou reakcí a kysličník uhličitý a vlhkost absorbcí. Nevýhodou těchto zařízení je, že jejich účinnost je brzy znehodnocena a je třeba často měnit náplně. Tato zařízení jsou rovněž ekonomicky nevýhodná.

Je rovněž známo zařízení k čištění inertních plynů (čs. AO č. 202 117), které se sklá225 755

225 755 dá ze dvou vzájemná propojených kolon, přičemž čištěný inertní plyn je přiváděn do kolony naplněná sodíkem nade dnem kolony. Obě kolony jsou vybaveny zavěSenou filtrační zátkou. Toto známá zařízení má nedostatky, spočívající v tom, že při čištění argonu, který má větší obsah nečistot, resp. zvýšenou hladinu kyslíku a vyšší vlhkost, doohází po poměrně krátká exploataci k ucpání vstupního potrubí vzniklým kysličníkem sodným Na₂O, a tím k vyřazení z provozu. Rovněž filtrační zátky, umístěná v obou kolonách, nezajišíují vzhledem k tomu, že jejich teplota je stejná jako teplota celých kolon, dokonalá zachycení případnýoh úletů aerosolů sodíku při havarijním překročeni teploty v sodíková koloně a úlety drobných mechanických částic z druhá kolony, jejíž teplota se pohybuje v rozmezí 300 až 350 ®C.

Uvedená nedostatky odstraňuje zařízení k čištění inertních plynů, zejména argonu; obsahující dvě samostatné čisticí kolony, z nichž první obsahuje kapalný sodík a aktivační náplň, například Spony z nerez materiálu, a druhá je naplněna Sponami ze zirkonu nebo jeho slitin, například s titanem a vstupní a výstupní potrubí inertního plynu, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vstupní potrubí, opatřená ventilem, ústí do první čisticí kolony nad hladinou kapalného sodíku. Je výhodná, jestliže mezi první čisticí kolonou a druhou čisticí kolonou je zařazen absorbér o teplotě rovná teplotě místnosti, který slouží k odlučování aerosolů sodíku. Dále je výhodná, je-li za druhou čistioí kolonou přod výstupním ventilem potrubí pro odvod inertního plynu napojena zásobní nádrž opatřená mechanickým filtrem, který zachycuje úlety drobných mechanických částic, případně aerosolů sodíku při přetopení první čisticí kolony, zatímco vlastní nádrž slouží k vyrovnání změny tlaku při zvýSenám odběru přečištěného plynu z čisticího zařízení a ke snížení teploty plynu vystupujícího z druhá čistioí kolony.

U zařízení podle vynálezu se znečištěný plyn přivádí do první čisticí kolony nad hladinu kapalného sodíku, a proto zde nemůže dojít k ucpání vstupního potrubí Vysráženýml nečistotami, příp. kysličníkem sodným ze znečištěného inertního plynu. Zařízení je navíc zabezpečeno proti úletu aerosolů sodíku při havarijním překročení teploty v první čisticí koloně s obsahem kapalného sodíku a proti úletu drobných mechanických částic z druhá čisticí kolony.

Vynález je dále blíže vysvětlen na popisu jedná z možnýeh variant jebe provedení pomocí přiloženého výkresu, kde je zařízení schematicky znázorněno.

Zařízení podle vynálezu sestává ze vstupního potrubí, opatřeného ventilem χ, který jo připojen k první čistioí koloně 2, na kterou je napojen absorbér X· Absorbér χ je spojen potrubím s druhou čistioí kolonou £, na kterou je napojena zásobní nádrž % a filtrem 6 a výstupní potrubí s ventilem £.

Zařízení podle vynálezu praouje tak, že inertní plyn, například argon, se zvýšeným obsahem nečistot, je přiváděn z tlaková bomby do zařízení vstupním ventilem £ do první čisticí kolony 2 nad hladinu kapalného sodíku. První čistioí kolona 2 je naplněna aktivační náplni, která zvyšuje účinnost zařízeni. Kapalným sodíkem, který má teplotu 120 až 150 °0, argon probublává a očišíuje se kvantitativně od kyslíku a vlhkosti a částečně i cd vodíku. Odtud odchází argon přes absorbér £, naplněný nerezovými Sponami, na kterýoh se usadí aerosoly sodíku, do druhé čisticí kolony £, která je naplněna Sponami ze zirkonu nebo jeho sli3

225 755 tin, například β titanem, o velkém aktivačním povrchu. V této druhé čisticí kol oné, jejíž teplota se pohybuje v rozmezí 280 až 350 °C, dochází ke kvantitativnímu očištění argonu cd zbytků vodíku, dusíku a sloučenin uhlíku. Z druhá čisticí kolony £ odchází vyčištěný argon do zásobní nádrže jejímž úkolem je vyrovnávat změny tlaku a snížit teplotu inertního plynu, vystupujícího ze zařízení do měřicíoh přístrojů, např. kvantometrů. V zásobní nádrži 2. í^e umístěn mechanický filtr který je naplněn materiálem vhodným k odloučení částic, unášených vyčištěných argonem z kolony £, např. skelnou vatou. Ze zásobní nádrže £ odchází vyčištěný argon přes výstupní ventil χ ze zařízení.

Vynález lze vzhledem k vysoké čistotě vystupujícího inertního plynu, u kterého celková suma nečistot nepřesahuje 1 ppm, využívat v jaderné energetice při lesklém žíhání trubek, v elektrotechnickém průmyslu při výrobě součástek v inertní atmosféře, v provozních laboratořích, například hutních závodů, pro speciální analytické přístroje, při speciálních svářečských praoeoh v inertní argonové atmosféře apod.

Claims (3)

1. Zařízení k čištění inertních plynů, zejména argonu, obsahující dvě samostatné čisticí kolony, z nichž první obsahuje kapalný sodík a aktivační náplň, například špony z nerez materiálu, a druhá je naplněna šponami ze zirkonu nebo jeho slitin, např. s titanem, a vstupní a výstupní potrubí inertního plynu, vyznačující se tím, že vstupní potrubí, opatřené ventilem (1), ústí do první čisticí kolony (2) nad hladinou kapalného sodíku.

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že mezi první čisticí kolonou (2) a druhou čistioí kolonou (4) je zařazen absorbér (3), jehož teplota je rovná teplotě místnosti.

3. Zařízení podle bodu 1, příp. i 2, vyznačující se tím, že za druhou čistioí kolonu (4) , před výstupní ventil (7) potrubí pro odvod inertního plynu, je napojena zásobní nádrž (5) , opatřená mechanickým filtrem (6).