DE1544135A1 - Verfahren zur Isotopenanreicherung nach dem Heiss-Kalt-Verfahren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Isotopenanreicherung nach dem Heiß-Kaltverfahren. Zur Isotopenanreicherung sind sogenannte Heiß-Kaltverfahren bekannt. Hierbei wird z.B. nach der Zeitschrift "Angewandte Chemiet 1956, Seite 11, Ziffer 3, eine gasförmige Phase z.B. H2S im Kreislauf durch eine heiße und anschließend durch eine kalte Zone einer Kolonne und eine die Isotopen enthaltende flüssige Phase im Gegenstrom durch die kalte und die heiße Zone geführt. Das Produkt wird aus der flüssigen Phase zwischen der heißen und der kalten Zone abgezogen. Zur Vervielfachung des Trenneffektes schaltet man mehrere derartige Kolonnen hintereinander. So beschreibt z.B. die USA-Patentschrift 2 787 526 ein Verfahren, bei dem die flüssige Phase nach Durchgang durch die kalte Zone geteilt, ein Teil in die heiße Zone der gleichen Stufe und der andere Teil in die kalte Zone der folgenden Stufe geleitet und'die aus der heißen Zone austretende flüssige Phase mit der aus der kalten Zone der vorhergehenden Stufe vor deren Eintritt in die heiße Zone dieser Stufe vermischt werden. Es wurde auch bereits ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem auch die andere Phase in identischer Kaskadenverzweigung geführt wird, wodurch sich Temperatur- und Feuchtigkeitsgehalt der Phasen einfach und zweckmäßig selbst einstellen. Bei derartigen Verfahren sind die vielfachen Temperaturumkehrungen in Verbindung mit den Feuchtigkeitsänderungen der gasfÖrmigen Phase sehr lästig und von entscheidendem Einfluß auf die Brauchbarkeit einer solchen Anlage. Man hat diesem Problem bereits Aufmerksamkeit geschenkt, und die genannte US-Patentschrift 2 787 526 beschreibt insbesondere ein Verfahren zur Isotopenanreicherung, bei dem eine flüssige und eine gasförmige Phase, die beide das anzureichernde Isotop enthalten, im Gegenstrom durch eine oder mehrere, aus einer heißen und einer kalten Zone bestehende Stufen -geleitet werden, wobei die gasförmige Phase vor Eintritt in die kalte Zone einer Kühlung und einer Abtrennung von in ihr enthaltenen dampfförmigen Anteilen der flüssigen Phase CD durch Kondensation in einem Entfeuchter-Kühler unterworfen sowie vor Eintritt in die heiße Zone mittels der durch die Kühlung und Kondensation gewonnenenWärme auf die C> CD Temperatur dieser Zone vorgewärmt wird. Es hat sich hierbei jedoch der Nachteil gezeigt, daß Z> die vorgewärmte gasförmige Phase in der heißen Zone unerwÜnscht große Anteile der flüssigen Phase in Dampfform in sich aufnimmt und mit aus der heißen Zone herausführt, wodurch sich der Trenneffekt der Stufe erheblich verschlechtert. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diesen Nachteil zu beseitigen, und zwar ohne daß hierfür ein zusätzlicher Energieaufwand erforderlich wäre. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung ein Verfahren der vorstehend genannten Art vor, bei dem die Vorwärmung der gasförmigen Phase in Kontakt mit flüssiger Phase vorgenommen wird, wobei durch Verdampfen von Teilen der flüssigen Phase mittels der durch die Kühlung und Kondensation gewonnenen Wärme eine Feuchtung der gasförmigen Phase erfolgt. Da auf diese Weise die in die heiße Zone eintretende gasförmige Phase bereits mit Dampfanteilen der flüssigen Phase gesättigt ist,-wird vermieden, daß in der heißen Zone latente Wärme der gasförmigen Phase zur Verdampfung von flüssiger Phase verbraucht wird. Bei der Durchführung des Verfahrens muß allerdings vermieden werden, daß durch den direkten Kontakt der vorzu-wärmenden gasförmigen Phase mit flüssiger Phase ein rückläufiger Isotopenaustausch stattfindet und damit der Trenneffekt der Anlage verschlechtert wird. Deshalb ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen, daß die bei der Kühlung und Kondensation gewonnene Wärme in indirektem Kontakt auf einengeschlossenen Hilfskreislauf der flüssigen Phase und von diesem in direktem Kontakt im Gegenstrom auf die vorzuwärmende gasförmige Phase übertragen wird. Hierbei werden die durch die Peuc-htung der gasförmigen Phase entstehenden Verluste des Hilfskreislaufs zweckmäßigerweise ständig durch aus der heißen Zone kommende flüssige Phase ersetzt, so daß auch hierfür keine zusätzliche Energiezufuhr erforderlich ist.
• Andererseits ist es auch in vorteilhafter Weise möglich, die durch die Kühlung und Kondensation anfallende Wärme in direktem Kontakt auf einen Hilfskreislauf der flüssigen Phase zu übertragen und von diesem an die vorzuwärmende gas förmige Phase abzugeben, wobei ein direkter Kontakt mit der gasförmigen Phase oder mit der mit dieser zur Feuchtung in Kontakt gebrachten flüssigen Phase vermieden wird. Ferner ist es vorteilhaft, den Hilfskreislauf der flüssigen Phase nach Abgabe der Wärme an die vorzuwärmende und zu feuchtende gasförmige Phase zusätzlich zu kühlen, bevor er mit der zu kühlenden gasförmigen Phase mit den zu kondensierenden Dampfanteilen im Gegenstrom in Kontakt gebracht wird. Bei einer mehrstufigen Anlage wird das Verfahren vorzugsweise so durchgeführt, daß der die kalte Zone der ersten Stufe verlassende Strom der gasförmigen Phase vorgewärmt und gefeuchtet wird unter Ausnutzung der Wärme, die bei der Kühlung und Entfeuchtung der die heiße Zone mindestens der ersten Stufe und insbesondere aller Stufen verlassenden Ströme der gasförmigen Phase gewonnen wird. Die Erfindung wird im folgenden anhand der beige-C) fügten Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 zeigt schematisch das Strombild der ersten beiden Stufen einer mehrstufigen Anlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung. Fig. 2 zeigt das schematische Strombild einer vierstufigen Anlage zur Durchführung des Verfahrens in etwas geänderter Ausführungsformw Fig. ist das Strömungsschema einer anderen Ausführungsform. Das Verfahren wird beispielsweise erläutert anhand der Anreicherung der schweren Isotope des Wasserstoffs, Deuterium und Tritium, unter Verwendung von Wasser als flüssiger Phase und Schwefelwasserstoff als Gasphase. Es findet hauptsächlich die folgende Isotopenaustauschreaktion statt:

  HDS + H20 H2S + HDO

  gasf. flüssig gasf. flüssig

  Der Anreicherungseffekt beruht auf der Tatsache, daß bei tiefer Temperatur die rechte Seite der Gleichung, also die Anreicherung von Deuterium in der Wasserphase begünstigt wird. Bei richtiger Durchführung des Verfahrens-entsteht in den heißen und kalten Zonen ein Konzentrationsgefälle und Deuterium sammelt sich als schweres Wasser am Boden der kalten Zone an. Selbstverständlich ist das Verfahren auch zur Anreicherung der Isotope anderer Elemente unter Verwendung anderer Reaktionsteilnehmer durchführbar. So kann beispielsweise die Anreicherung des Lithiumisotops L17 unter Verwendung einer Lösung eines Lithiumsalzes als erster Phase und elementarem Lithium in Form einer Quecksilberlegierung als zweiter Phase durchge£Uhrt werden. Die Austauschreaktion ist:

  L17 (Amal) U6C1 L16 (Amal) + L17 ci

  IN'

  Bei tiefen Temperaturen wird die rechte Seite der Gleichung, also die Anreicherung von L17 in Lithiumehlorid begUnstigt. In dem Schema von Fig. 1 ist in ausgezogenen Linien der Strömungsweg der Wasserphase und in gestrichelten Linien der Strömungsweg der gasförmigen Schwefelwasserstoffphase dargestellt. Punktierte Linien bezeichnen den Strömungsweg eines geschlossenen Hilfswasserkreislaufs und mit strichpunktierten Linien ist der Weg des in die Anlage eingeleiteten Dampfes für das Heizen und für den Ausgleich der Feuchtigkeitsverluste gezeichnet. Bei der in Figur 1 gezeigten Anlage besteht jede Stufe aus einem kalten und einem heißen Turm, durch die Wasser und Schwefelwasserstoffgas im Gegenstrom geleitet werden. Im kalten Turm findet die Anreicherung der schweren Wasserstoffisotope in der Wasserphase statt, im heißen Turm wird das Wasser an schweren Isotopen, insbesondere Deuterium, verarmt, ehe es die Stufe verläßt. Das Zuflußwasser tritt bei lo in den oberen Teil eines Icalten Turmes 14 der ersten Stufe ein. In den Turm 14 ist ein nac-1'1 oben fließender Gege-.-istrom von Gas (H2S) vorhanden, wobei die Temperatur dieses kalten Austauschreaktors"bei etwa 20 0 gehalten wird, beispielsweise f:ir einen Druck von -- aü. Die bei 11 am Bode.i des Turmes austretende kalte Flüssigkeit wird geteilt, wobei. ein Teil über eine CD Leitung 105 durch einen Wärmeaustauscher l( hindurch--eführt wird, dabei erhitzt wird, und weiter nach dem oberen Teil eines heißen Turmes 18 der ersten Stufe strömt. Hier ist wieder ein Gegenstrom von Gas vorhanden für die Austauschreaktion bei G#'0 0 und die bei 20 am Boden des Turmes austretende heiße Flüssigkeit fließt Über eine Leitung 22 durch einen Wärmeaustauscher 23, einen Ausscheider 67, in denen das Gas (H2S ) aus der Flüssigkeit entfernt und die Temperatur der Flüssigkeit erhöht wird, Diese strömt dann über eine Leitung 24 nach dem Wärmeaustauscher 17, wo sie zur Temperaturerhöhung der von dem kalten nach dem heißen Turm fließenden Flüssigkeit in der ersten Stufe dient. Der Abfluß aus diesem Heizflüssigkeitskreislauf aus dem Austauscher 17 wird verworfen. Der andere Teil der aus dem kalten Turm bei 15 austretenden kalten Flüssigkeit wird über eine Leitung 25 nach dem oberen Teil eines kalten Turmes 28 der zweiten Stufe zur Reaktion bei niedriger Temperatur (20') mit dem aufwärts streichenden Gegenstrom von Gas gebracht. Die bei 29 austretende kalte Flüssigkeit geht zum Teil durch eine Leitung 31 und einen Wärmeaustauscher 32, in dem die Temperatur der Flüssigkeit erhöht wird. Sie tritt bei 3.3 in den heißen Turm 36, wo sie mit dem Gegenstrom von Gas bei etwa 80 0 zusammentrifft. Die heiße Flüssigkeit wird bei 37 abgezogen und durch eine Leitung 39 nach dem oberen Teil des heißen Turmes 18 der vorhergehenden Stufe geleitet. In entiprechender Verzweigung wird die Gasphase gegenläufig zur Wasserphase geleitet mit dem Unterschied, daß es sich um einen geschlossenen Kreislauf handelt. Das bei 21 in den heißen Turm der ersten Stufe eintretende Gas strömt im Gegenstrom zur Wasserphase nach oben. Nach seinem Austritt wird es geteilt und ein Teil dem heißen Turm der folgenden Stufe zugeleitet. Der andere Teil wird dem kalten Turm der ersten Stufe zugeführt und vor seinem Eintritt in diesen mit dem vom kalten Turm der zweiten Stufe kommenden Strom der selben Phase vereinigt. Nach Durchlaufen des kalten Turms der ersten Stufe im Gegenstrom zum Zuflußwasser wird das Schwefelwasserstoffgas durch einen gemäß der Erfindung vorgesehenen Austauscher 78, dessen Zweck im folgenden noch erläutert wird, geleitet und über die Leitung 21 zum Boden des heißen Turms der:ersten Stufe zurückgeführt (nicht dargestellt). Die Flüssigkeitsströme in den kalten Türmen erfordern keine Temperaturbehandlung, vorausgesetzt, daß die anfängliche Zuführung bei der richtigen Temperatur erfolgt. Die den heißen Türmen zugeführten Flüssigkeiten werden durch den Abfluß von dem ersten heißen Turm 18 vorgewärmt, Indem die Ablaufleitung 24 mit den Wärmeaustauscher 17, 32 usw. der Stufen verbunden wird. Die Temperaturregelung der Flüssigkeit erfolgt so durch die Anlage selbst, und zusätzlicher Dampf wird nur in Verbindung mit der Endabscheidung der Abflußflüssickeit bei 67 und der Rückführung desabgetrennten CD Gases nach den, heißen Turm 18 herangezogen. Die von der Anlage zum Ausgleich von Verlusten und Li zum Erwärmen und Feuchten des Gases in den verschiedenen Stufen benötinte Dampfmenge wird, ehe sie in den heißen Turm 18 eintritt.. f'-Ir diesen weiteren Zwecl.1: verwendet. Dieser bei 0'6 eintretende Dampf wird L-1 Gegenstrom in den Kontaktausscheider 67 geführt. Damit wird der gelöste Schwefelwasserstoff aus der Abflußflüssigkeit entfernt und zusammen mit dem Dampf durch die Abflußleitunr 6# nach dem heißen Turi-.i lc' zurückgebracht.
• r ZD Es kann eine Trennwirkun- erreicht werden, bei der weiniger U als ein Teil pro Million als *Überrest Zurückbleibt.
• Die heiße, aus dem Ausscheider 67 abfließende Flüssigkeit zirkuliert in dem Wärmeaustauscher 23, und erhöht die Temperatur der Abflußflüssigkeit, die den folgenden Erhitzern 17, '22 usw. für die in die heißen Türme eintretende Flüssigkeit zu-Deführt wird. Dabei wird die Tem.-peratur beispielsweise von 80 0 in der Leitunz- cz 22 auf E5 in der Leitung 24 erhöht. Bei der Gasphase werden sowohl die in den einzelnen Stufen vom heißen Turm zum kalten Turm fließenden Strömeffle als auch in der ersten Stufe der vom kalten zum heißen Turm fließenden Strom konditioniert. Im ersten Fall muß gekühlt und entfeuchtet werden, im anderen Fall erhitzt und gefeuchtet. Diese Vorgänge werden gemäß der Erfindung verbunden, so daß keine zusätzlich(-. Energiezufuhr erforderlich ist. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführun-sform ist hierzu ein in punktierten Linien dargestellter Hilfswassorkreislauf vorgesehen, der zwischen dem Wärmeaustauscher 78, zu welchem das aus dem kalten Turm 14 kommende Gas erwärmt wird, iind den Wärmeaustauschern 75, r5 usw. zum Kühlen der "ron den heißen Tür.-nen kommenden Gasströme zirkuliert. Da die von den heißen und den kalten Türmen kommei-,den G"sströme verschiE2,#dene Isso'copenkonzentrationen haben, d,#j,rf der Hilfswasserkreislauf nicht .iit beiden &Strömen in direk-"em Kontakt stehe-,-,. Der Hilf'swass.erkr(--isl#,-..,lf' hat daher nur im Wärmeaustauscher 7c". direkten Kontakt mit dem Gasstrom und dierit dort zu dessen Feuchtun-. In den Wärmeaustauschern 75, 85 usw. besteht nur indirekter Kontakt zwischen dem Wasserhilfskreislauf und demi Gas, so daß kein Isotopenaustausch stattfinden kanr. Hiiii,er dem Wärmeaustauscher 75 ist ein Abscheider 97 ari,#cordriet, in dem die durch die Kühlung kondensierten Wasseranteile aus dem Gas abgeschieden und über eine Leitung gon in den heißen Turm der ersten Stufe zurückgeleitet werden. Derartige Abscheider können (nicht dargestellt) auch CD in den weiteren Stufen vorgesehen sein.
• Da das Wasser des Hilfskreislaufes für die Feuchtung der gasförmigen Phase kontinuierlich verbraucht wird, muß es ständig nachgeliefert werden. Dies kann zur Vermeidung von Wärmeverlusten sehr vorteilhaft dadurch veschehen, daß aus der Leitung 22 ein Teil des die Anlage endgültig verlassenden, an dem Isotop verarinten Wassers abgezweigt und in den Vorwärmer und Feuchter C> 708 eingespeist wird.
• Statt des gezeigten einen Hilfswasserkreislaufs können beispielsweise zwei Kreisläu--fe vorgesehen sein, die ihre Wärme durch indirekten Kontakt austauschen, von denen aber jeder mit dem Gasstrom durch den Wärmeaustauscher 78 bzw. die Wärmeaustauscher 75, 85 usw. in direktem Kontakt steht und Feuchtigkeit abgeben bzw. aufnehmen kann.
• Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform (mit gleichen, nur um loo erhöhten Bezugszeichen) ist der Hilfswasserkreislauf weggelassen. Es ist eine vierstufige Anlage gezeigt. Die Verzweigung der Wasser-und Gasströme ist die gleiche wie in Fig. 1. Der heiße Turm 118 der ersten Stufe ist dreiteilig ausgeführt. Statt des Hilfswasserkreislaufs wird ein Strom an heißem Gas von dem TurT 118 auf seinem Wege nach dem Turm 114 durch eine Leitung'2oo nach einem Austauscher 178 geleitet und gekühlt. Seine Feuchtigkeit wird teilweise durch den Gegenstrom der kalten Gase von dem Turm 114 über die Leitung 179 kondensiert. Das teilweise gekühlte Gas von dem Austauscher 178 wird durch eine Leitung 2ol nach einem sekundären Kühler und Verdichter 2o2 und dann durch eine Leitung 2o3 nach dem kalten Turm 114 geleitet. Der bei 2o9 angegebene Kühlstrom für den Kühler-Verdichter 2o2 wird von einer.äußeren Qu.elle zugeführt.
• Bei dieser Anlage wird durch den Wärmeaustauscher 176 die Temperatur der von dem kalten Turm 114 kommenden kühlen Gase erhöht und gleichzeitig Wärme zur Verdampfung der Feuchtigkeit für die Feuchtung geliefert, wobei das Ausgleichswasser für die Feuchtung bei 205 am Eingang nach dem Wärmeaustauscher zugeführt wird. Kondensat von den Austauschern 178 und 2o2 wird gesammelt und

  durch Leitungen 2o6 bzw. 207 "-,anz oder teilweise an den

  oberen Teil des kalten Turmes der nächstfolgenden Stufe

  abgegeben.

  In ähnlicher Weise wird ein Zufluß der heißen Gase von

  den Türmen l_36, 148, 16o auf ihrem Weg ,e zu den kalten

  Türmen 12('#l, 142 und 156 in Wärmeaustauscher lö4, lö'5 und

  1U6 -#eleiteL-., gekühlt und ihre Fe"ichti,-I#:eit teilweise

  Zf) t.D

  durch den Gecenstrom einer Zufuhr an icalten Glasen von dem

  Turm 114 durch Leitungen 219, 221 bzw. -D2-7# kondensiert.

  Die Temperatur dieser Gaszufuhren von dem Turm 114 wird

  in den Wärmeausta. U schern ic' - 4, l'- C:) - und 1-6 erhöht. Gleich-

  -eiti,Dr wird Wärme zur Verda#Apfun- der Feuchti-keit für

  #:> 1.D

  die Feuchtun- geliefert, wobei das Ergänzungswasser für

  Z, c# LD

  die Feuchtunj bei 22o, 2212 und 224 zur,-eführt wird. Nur

  an einem Ende jedes Wärmeaustauschers darf ein kontinu-

  ierlicher ii-r-iis.-#er Kontakt zwischen den bei hoher und

  tiefer Temperatur in den Austauscher eintretenden oder

  aus't-.retenden Strömen vorhanden sein. Dieser direkte

  Kontakt wird Zweckmäßig auf nur einen Austauscher be-

  schränkt, um jede Neuverteilung von Isotopen zwischen

  dem an Iso1.-1open angereicherten und dein daran verarmten

  CD

  Strom zu verhindern. Gemäß dem in dieser Anlage durch-c-e-

  ZD

  führten Verfahren erfol-t somit der Wärmeaustausch durch

  Z.D

  direkten inni,#en Kontakt in Verbindun- mit einem indi-

  ,Z #D

  rekten Austausch ohne Kontakte. Beispielsweise wird nach Fig. 1 die Energie des den heißen Turm verlassenden Gases durch Wärmeaustausch (indirekter Kontakt) auf, Wasser übertragen, das seinerseits die Energie durch direkten Kontakt (inniges Mischen in einem Gegenstro,21-turm) mit dem in den Boden des heißen Turmes eintretenden Gas Überträgt. Auf diese Weise ist es möglich, gleichzeitig das in den heißen Turm eintretende Gas zu erwärmen und zu feuchten. Ebenso findet nach Fig. 2 in den Austauschern 17'-, (1 1",4, 185 und 186 ein gleichzeitiges CI Erwärmen des Gases und eine Verdampfung des für die Feuchtun,-, benötigten Wassers statt. Es kann eine andere Pbi#e*,*nderte Anlage verwendet werden, bei der der Wärmeaustausch zwischen den heißen und kalten Strömen im all-etmeinen eine Umkehr des in Fi;#. 1 dargestellt-en ist. Bei dieser ---eKnderten Ausführungsform wird ein Wärneilbertragungskreis verwendet, der die Energieaufnahme von einen heißen gefeuchteten Gas d"irch einen gegenströmenden Flüssigkeitsstrom in direkten CD Kontakt, einen Gaskühl- und Entfeuciitun",sturm, und die, anschließende Übertragung dieser Energie von der Flüssigkeit auf einen kalten Gasstrom durch indirekten Kontakt in einen Wärmeaustauscher i-I'.l Gegenstrom umfaßt. Dieses Verfahren ist in Fig. 3 dargestellt.
• Bei diesem Verfahren kann der kalte Turm -314 erweitert sein, um an seinem Boden einen Ansatz 514a (oder einen c-setrennten Turm) einzuschalten, der als Gaskühler-Entfeuchter mit direktem Kontakt fun-iert. Die kalte Flüssigkeit von dem Boden des kalten Turmes 314 fließt zusammen mit einem Hilfsstrom im Gegenstrom im Kontakt mit dem heißen gefeuchteten Gas von dem oberen Teil des heißen Turmes 318 durch 314a und wird erwärmt. während das Gas auf die Temperatur des kalten Turmes gekühlt wird. Das gekühlte Gas strömt dann über 387 aufwärts durch den kalten Turm 314. Die heiße Flüssigkeit vom Boden dieses Ansatzes 314a mit direktem Kontakt wird geteilt. Ein Teil 314c, der aus dem Hauptscrom von dem kalten Turm zuzüglich zugesetzten Kondensats besteht, wird in den heißen Turm eingeführt. Der Rest 314d wird in einen Wärmeaustauscher 3ol geleitet, in dem er indirekt seine Energie auf ein Gemisch von Gas aus dem kalten Turm und einem für die Feuchtung erforderlichen Wasservolumen überträgt. Der Gasabfluß von dem kalten Turm wird so gleichzeitig erwärmt und gefeuchtet, während die Flüssigkeit in 314c gekühlt wird. Um Unzulänglichkeiten der Wärmeübertragungsvorrichtung auszugleichen, wird diese Flüssigkeit in 314g im erforderlichen Maße CD weiter gekühlt, ehe sie zu dem Ansatz 314a mit direktem Kontakt zurückkehrt. Bei den Anlagen nach der Erfindung können die Betriebsbedingungen'mit geringfügigen Abweichungen von den in der folgenden Zusammenstellung angegebenen kennzeichnenden Werten erhalten werden:

  Temperatur des kalten Turmes 15 0 20 0 -35 0

  Temperatur des heißen Turmes 70 0 800 190 0

  2 2 2

  Annähernder Betriebsdruck (abs)1,75 kg/cm 5,6o kg/cm 19,25kbr,/ci,#l

  Verhältnis FlÜssigkeit zu Gas

  Mol H20 im kalten Turm 2,21 2,2o 1,8

  Mol H2S

  Deuteriumkonzentration im

  Produkt von der Endstufe 2 135 2 2 2#

  Anzahl der Stufen 4 4 4

  Flüssigkeitsstromverhältnis

  einer folgenden Stufe zu einer

  vorhergehenden Stufe' 1/4 1/4 1/4

  Deuteriumkonzentration

  im Speisewasser 0,014_3 % o,o143 % o,o143 %

  Wiedergewinnung von Deuterium

  aus Speisewasser 12 % 12 % 21 %

  Die Anreicherung, mit der das Produkt aus der Anlage entnommen werden kann, hängt nicht allein von den Betriebstemperaturen ab. Sie wird bestimmt durch die gesamte Kontaktwirkung

  der Gegenstromtürme, die ihrerseits von der Wirksam-

  keit der einzelnen Sprudelplatten oder Kontaktglieder

  innerhalb der Türme abhänc-t. Für Tür..ie mit Sprudel-

  platten der Standardausführung, wie s-Le a113e.Aein er-

  iialten werdea, werden etwa L#;*0 Platten je Turm für

  die oben ange-ebenen Bedin-unr-en

  1-D #-- , LI

Claims (1)

1. P a "i, e n t a n s p r ü c h e Verfahren zur Isotopenanreicherung riach den, Heiß- Kalt-Verfahren, bei dem eine flüssi7.e und. eine gasfürmi"-o Phase, die beide das anzureichernde Isotop enthall,-.en, im Gerenst-.o-in# durch eine oder 1,11ichreile, je aus eincer he-I#-"-.n -,Und einer kalten Zone bestehende Stufe 1-eleit-et werden, wobei di## gasförmige Phase vor Eintritt in di(l# kalte Zone einer Kühlung und einc-r P#,.b(;.r>eniiun,-- von in ihr enthaltenen dainpfförm.i,-.Ten A-.ri'(,##--ILlen d'er !'lüssi--"en Phase durch Kondensation unterworfen, sowie vor in die heiße Zone mit11-els der di-ir--ii die Kühlun" und Ko,1-i- densat--ion -,ewoni.-iener-, Wärme auf' dic Te>noeratur dicser vor,#-ewc-z--"rit wird, dadurc?i e k e i, n z e i c 17, n e t, daß. die der Phase in flüssiger Phase vorgenommen wird, wobei di#rch Verdampfc.,i von Teilen der flüssi,-#en Phase mittels der durch die Kühlung und Kondensation gewonnenen Wärme eine Feuch'[1--L"n;r CD der c-asförmi-er- Phase erfolr--t. C-Z tz# - 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch - o k o n n - z e i c h n e t, daß die bei der Kühlun'r, und anfallende Wärme in indirektem Kontakt auf einen geschlossenen Hilfskreislauf der flüssigen Phase und von diesem in direktem Kontakt im Gegenstrom auf die vorzuwärmende gasförmige Phase übertragen wird (Fig. 1). 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die durch die Feuchtung der gas-ZD förmigen Phase entstehenden Verluste des Hilfskreislaufes ständig durch aus der heißen Zone kommende flüssige Phase ersetzt werden. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n - z e i c h n e t, daß die durch die Kühlung und Kondensation anfallende Wärme in direktem Gegenstrom-Kontakt auf einen Hilfskreislauf der flüssigen Phase übertragen und von diesem an die vorzuwärmende gasförmige Phase ohne direkten Kontakt mit dieser oder der mit dieser zur Feuchtung in Kontakt gebrachten, flüssigen Phase abgegeben wird (Fig. 3). 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Hilfskreislauf der flUssigen Phase nach Abgabe der Wärme an die gasförmige Phase zusätzlich gekühlt wird. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß bei mehrstufiger Durchführung des Verfahrens der die kalte Zone der ersten Stufe verlassende Strom der gasförmigen Phase vorgewärmt und gefeuchtet wird unter Ausnutzung der Wärme, die bei der Kühlung und Entfeuchtung der die heiße Zone mindestens der ersten und insbebondere aller Stufen verlassenden Ströme der gasförmigen Phase gewonnen wird. C> CD 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Kühlung und Entfeuchtung der gasförmigen Phase in direktem Kontakt im Gegenstrom mit der flUssigen Phase erfolgt, welche die an der dampfförmigen Phase kondensierenden Flüssigkeitsanteile aufnimmt, wobei das Gas bis nahe der Temperatur der kalten Zone gekühlt wird (läg. -3). 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i a h n e t, daß ein Teil der flüssigen Phase nach dem Gegenstromkontakt mit der gasförmigen Phase abgezweigt, C) durch mittelbaren Wärmeaustausch mit einer Hilfsflüssigkeit abgekühlt und dann wieder mit der zu kühlenden gasförmigen CD Phase in Gegenstromkontakt gebracht wird.