CS229768B1 - Device for continuous vapour desublimation of subliming substance - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro kontinuální desublimaci par sublimujídích látek snížením jejich ..teploty pod sublimační teplotu a řeší problém zařízení, schopného účinně u bezpečně pracovat při velkých průchodech paropljnmé . směěi.

Z čs. autorského osvědčení č. 161 505 je známo zařízení pro kondenzaci plyirné fáze sublimovatelných látek, sestááající z temperovaného pláště s temperovaným přívodem směěi, trysek pro přípravu mlhy těkavé kapaainy nebo vody, potrubí a přívodů pomocného plynu, soustavy filtů, jmiž se odvádí nezkondenzovaná část plynné fáze ze zařízení, zásobníku pro shromažďovaní trhlého produktu a kondenzačního prostoru, vymezeného porézní stěnou z keramického, skleněného nebo kovového maatriálu umístěnou uvnitř temperovaného pláště. Předmostí tohoto zařízení je, že v důsledku přivádění pomocného pljnu . do kondenzačního zařízení nedochází k usazování sublimátu na stěně vymezu^cí kondenzační prostor, takže tuto stěnu není třeba náročnými operacemi zbavovat vrstvy subímátu. Pokusy na zařízení se zvýšením průtokové v kondenzačním prostoru ukázaly na omezenou využitelnost popsaného zařízení na oblast laminárního prou dění, tj. kdy Reynoldsovo číslo, úměrné rychlossi proudění všech plynných složek, testávajících z plynné směsi a pomocného plynu, nepřesahuje 2 500. Pokud rychlost proudění součtu plynných složek je vyšší, dochází k i^i^·^¢^iz:^1^Iíшu pohybu a promíchávání srne^ěs, což způsobuje rozrušení ochranné vrstvy pomocného plynu u plynopropustné stěny a usazování subímátu ve foc^rně tuhých nánosů na této stěně. To pak vede k narůstání tuhých nánosů na stěně, znemožnění konnroly až zastavení procesu desublimace® Snaha odssranit tento nedostatek podstatným zvýšením rychlosši pomocného pljnu plynopropustnou stěnou má za následek velkou

- 2 - 229 788 spotřebu pomocného plynu, zhoršení účinnosti procesu desublimace v důsledku ředění paroplynné směsi a zvýšené ztráty produktu desublimace s odcházejícím odplynem z aparátu navíc spojené s otázkou jejich zneškodnění z důvodů ochrany životního prostředí. Intenzivní proudění plynné směsi v blízkosti atomizačních trysek pro vstřikování kapaliny dále způsobuje kondenzaci par sublimovaných látek a tvorbu nánosů na tryskách, což vede к jejich špatné funkci až posléze к přerušení chlazení směsi. Intenzivní proudění plynné směsi má dále za následek rychlý pohyb vzniklých tuhých částic, což vede ke vzniku elektrostatického náboje na částečkách a případně к nebezpečí výbuchu plynné směsi v zařízení. Oba posléze uvedené nedostatky nebylo možné na stávajícím zařízení odstranit vůbec.

Bylo nalezeno a experimentálně ověřeno, že lze pracovat při rychlostech odpovídajících turbulentnímu proudění na zařízení pro kontinuální desublimaci par sublimujících látek samotných nebo ze směsi s inertními plyny jejich ochlazováním pod teplotu desublimace, sestávající z temperovaného pláště S nepropustnými stěnami, kolem jeho vnitřního obvodu je v podstatě ve stejném odstupu umístěna plynopropustná stěna, jejíž vnější strana spolu s vnitřní stěnou temperovaného pláště vymezují rozdělovači prostor pomocného plynného média, do rozdělovacího prostoru vyúsíují přívody pomocného plynného media a vnitřek plynopropustné stěny omezuje desublimační prostor, do desublimačního prostoru ústí přívod paroplynné směsi a trysky pro rozprašování vypařitelné kapaliny, na desublimační prostor navazuje odlučovač pro oddělení nezkondenzované plynné fáze od desublimováného produktu s návazným výstupem plynu, zásobníkem a transportérem desublimováného produktu, jehož podstata spočívá v tom, že mezi přívodem paroplynné směsi a desublimačním prostorem je umístěn rozdělovač paroplynné směsi, plynopropustná stěna je elektricky vodivá a je uzemněna, rozdělovači prostor pomocného plynného media je rozdělen alespoň na tři vertikální sekce pomocí nepropustných dělících přepážek, přičemž objem každé sekce odlehlejší od přívodu paroplynné směsi je větší než sousední sekce přilehle jší к přívodu paroplynné směsi.

S výhodou lze zařízení sestavit tak, že poměr objemu prvé vertikální sekce к objemu druhé vertikální sekce je 1 : 4

- 3 - 229 768 + 50 %, » k objemu třetí vertikální sekce je 1 í 8 + 50 %, popřípadě k objemu čtvrté vertikální sekce je 1 : 12 + 50 % a k objemu páté vertikální sekce je 1 : 20+50%, přičemž pořadí sekcí se počítá od přívodu paroplynné směsi·

Zařízení podle vynálezu dovoluje pracovat při turbulentním proudění uvnétř desublimačního prostoru, tím stačí na stejný výkon podstatně menší zařízení, pracující s menšími provozním, náklady, tj· nižší spotřebou pomocného plynného media a tm i energie. Z výsledků ověřován zařízení dále vyplynulo, že desuUmovaný produkt je v kvaaitš stejnoměěnější a separace těkavej-ších pi^:ma^2L je dokornlejsi·

Na připojeném obrázku je scheimticky znázorněno zařízení v řezu.

Na obrázku je znázorněno jedno možné provedení zařízení pro kou^nueml desuubimaci, které sestává z temperovaného pláště £ s přívcdemVxaaOplynné směsi^ ,ve kterém je souose umístěna plynopropustná stěna 2· Prostor vymezený plynopropustnou stěnou 2 a větřní stěnou temperovaného pláště £ je rozdělen nepropustnými dělícími přepážkami 2 pět»vertikálních sekcí » 11 a 12, 13, M a 1£, jej^cc^hž o^bjem sm^re^m od ^přívo^du4paro^p13nni^é smé^ř^^. stoupá a poměr objemu sekce 21 k sekci 12, k sekci 12» k sekci 14 a k sekci J£ je1 :'4 : 8 í 12 : 20· Do jednotlivých sekcí 11» 12 » 12» И ^a 15 ústí ^přívody^p0mooen^hho p^n^ho media Plynopropustná stěna 2 omeeuje čeesubimiční prostor ,16, do kterého přichází paroplynná směs přes rozdělovač 2, do sublimačního prostoru zasiaituí trysky 3, sloužící k rozprašován vody, Pouuité trysky jjsou* » provedení.

Desublimační prostor 16, je ukončen odlučovačem 2 »a výstupem plynu. 8, Desubímovaný produkt odstraňuje ze zařízení transportér ň·

Plyeopropusteá »stěna 2 je zhotovena buž vcelku nebo po jednotlivých sekcích a lze ji sessaait jako drátěný koš, v jehož vnitřku je napjata alespoň jedna»vrstva plynopropustná tkaniny, zpravidla skleněné· Jinak lze ji» realizovat též jako kovovou propustnou stěnu, případně nosnou konstrukci, navrch opatřenou alespoň jednou vrstvou plynopropustná tkaniny, přičemž alespoň vrchní vrstva je z tkaniny s vpletenými vodivými vlákny nebo je

- 4 - 229 768 opatřena vodivým povlakem a vodivé součásti jsou uzemněny prostřednictvím nosné konstrukce plynopropustné stěny £ na temperovaný plást Д.

Zařízení podle vynálezu pracuje tak, že paroplynná směs, přivedená přívodem 2 se rovnoměrně rozptyluje rozdělovačem 2 do desublimačního prostoru Д6. Do de sublimačního prostoru 16 se tryskami 2 rozstřikuje vypařitelná kapalina zpravidla voda, která vypařováním odnímá teplo paroplynné směsi a tuto ochlazuje pod teplotu desublimace. Aby nedošlo к vyloučení sublimátu na stěnách desublimačního prostoru 16. přivádí se do něj přes plynopropustnou stěnu £ pomocný plyn, který brání kontaktu par s jejím vnitřním povrchem. Nezkondenzovaná část paroplynné směsi se odvádí přes odlučovač 2 výstupem plynu 8 ze zařízení. Desublimovaný produkt se shromažďuje na dně zařízení, odkud je vynášen transportérem 17.

Chod zařízení byl zkušebně ověřován na desublimaci par antrachinonu, antracénu, naftalénu, ftalanhydridu a .kyseliny benzoové při průchodech paroplynné směsi v rozmezí Reynoldsových Čísel 5 Ó00 až 40 000, tj. od oblasti přechodové až do oblasti turbulentní. Rychlost pomocného plynu, transpirované^ho plynopropustnou stěnou £ se v prvé sekci 11 pohybovala v rozmezí 0,1 až 10 cm/s, ve druhé sekci 12 0,05 až 5 cm/s a ve třetí sekci 0,02 až 3 cm/s. Bylo-li zařízení uspořádáno s dalšími sekcemi, rychlost pomocného plynu v dalších sekcích se postupně dále snižovala. Teplota transpirovaného pomocného plynu závisí na teplotě paroplynné směsi, koncentraci sublimovaných látek v ní a může být o 10 až 50 К nižší než teplota paroplynné směsi. Teplota a rychlost pomocného plynu se obvykle snižují ve směru od přívodu К

Zařízení podle vynálezu je určeno к desublimaci sublimujících látek a ve spojení se sublimátorem к jejich čištění.

Claims (2)

1· Zařízení pro kontinuální desublimaci par sublimujících látek samotných nebo ze·směsí s inertními plyny jejich ochlazováním pod teplotu desublimace, sestávající z temperovaného pláště s nepropustnými stěnami, kolem jehoívnitřního obvodu je v podstatě ve stejném odstupu umístěna plynopropustná stěna,· jejíž vnější strana spolu . s vnitřní stěnou temperovaného pláště vymezují rozdělovači prostor pomocného plynného·media, do rozdělovacího prostoru vyúsťuji přívody pomocného plynného media a vnitřek plynopropustné stěny omezuje desublimačni prostor, do desublimačního prostoru ústí přívod paroplynné směsi a trysky pro rozprašováni vypařitelné kapaliny, na desublimačni prostor navazuje odlučovač pro oddělení nezkondenzované plynné fáze od desublimovanéhó produktu s návazným výstupem plynu, zásobníkem a transportérem desu^blimovan^ého produktu, významný tím, ^že mezi ^přívo^dem ⁽⁽) paroplynné směsi a desublimačním prostorem (16) je umístěn rozdělov^anýparo^plynn^é směs^{i , ply}no^pro^pustná st^ěna (4) je elektricky vodivá a je uzeměna, rozdělovači prostor (10) pomocného plynného media je rozdělen alespoň na tři vertikální sekce·(11,12,13) pomocí nepropustných dělících (9^ ^přičem^ž o^bjem ^ka^ždé se^kce o^dle^hlej^ší o^{d p}ří.v né směsí · je větší než sousední sekce přilehlejší k pří-

2. . Zařízení podle bodu 1 vyznačené tím, že poměr objemu prvé vertikální sekce (11) k objemu druhé vertikální sekce (12) je 1 : 4 50 %, k objemu třetí vertikální sekce (13) je

1 ; 8 .+ 50 %, popřípadě k objemu čtvrté vertikální sekce (14) je 1 : 12 +50 % a k objemu páté vertikální sekce (15) jel s 20 .+ 50 %, přičemž pořadí sekcí se počítá od přívodu (1) paroplynné směsi