DE2441836A1

DE2441836A1 - Verfahren und geraet zum sammeln von teilchenfoermigem material aus einem gasstrom

Info

Publication number: DE2441836A1
Application number: DE2441836A
Authority: DE
Inventors: William Richard Becker; Abdul Gaffar Dada; William Roger Dehollander; Jose Calif San; Robert James Sloat; N C Wilmington
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1973-09-12
Filing date: 1974-08-31
Publication date: 1975-03-13
Also published as: JPS5531919B2; GB1471606A; FR2243012A1; FR2243012B1; ES428122A1; NL7412091A; IT1021277B; SE7411481L; BE819808A; CH602165A5; ES447984A1; SE417909B; JPS5076661A

Description

Verfahren und Gerät zum Sammeln von teilchenförmigen! Material aus einem Gasstrom

Es sind verschiedene Verfahren zur Umwandlung von gasförmigen Reaktionsteilnehmern in einem Plammenverfahren zur Erzeugung
eines gewünschten Produktes, gewöhnlich eines Metalloxydes oder eines Oxydes eines Metalloids, bekannt. Die Herstellung solcher Metalloxyde und Oxyde von Metalloiden umfaßt die handelsmäßig wertvollen Produkte Titandioxyd, Siliziumdioxyd, Zirkondioxyd und ähnliche. Zur Herstellung werden dabei pyrogene Verfahren verwendet, wobei eine als Ausgangsstoff dienende Verbindung
eines Metalls oder eines Metalloids in Dampfform bei erhöhten

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Temperaturen durch ein sauerstoffhaltiges Gas oxydiert oder oxydiert und hydrolysiert wird, um das entsprechende Metalloxyd oder Oxyd eines Metalloids zu erhalten. Bei typischen Verfahren dieser Art reagiert eine Metallverbindung mit einem sauerstoffhaltigen Gas (beispielsweise Luft), wie dies in der folgenden Reaktionsgleichung für die Erzeugung von Titandioxyd veranschaulicht ist:

+ O₂ TiO₂ + 2Cl₂

Da sich solche Reaktionen normalerweise nicht selbst unterhalten, wird häufig zusätzlich Wärme entweder den Reaktionsteilnehmern, der Reaktionszone oder beiden zugeführt. Eine solche zusätzliche Wärme kann in einer beliebigen zweckmäßigen Weise zugeführt werden. Vorzugsweise wird sie jedoch dadurch erhalten, daß ein Brenngas mit einem sauerstoffhaltigen Gas in einer Reaktion unter Erzeugung von Wasserdampf reagiert, wie dies in der nachstehenden Reaktionsgleichung veranschaulicht ist:

2H₂ + O₂ 2H₂O + Wärme

Ein bevorzugtes Verfahren zur Erzeugung eines Metalloxyds für die Verwendung in der Kernindustrie ist die Umwandlung von Uranhalogenid, typischerweise Uranhexafluorid, in Uranoxyd.

Die Leistungsfähigkeit von Kernbrennelementen, üblicherweise Strukturen mit angereichertem Urandioxyd, welche von einem Metallbehälter umkleidet sind, ist von entscheidender Bedeutung für den praktischen Erfolg*des Kernreaktors. Die Anreicherung des Urans erfolgt üblicherweise unter Verwendung der Verbindung Uranhexafluorid. Daher wird ein Verfahren zur Umwandlung des angereicherten gasförmigen Uranhexafluorids in einen Peststoff, beispielsweise in Urandioxyd, benötigt, der leicht zu Strukturen weiterverarbeitet werden kann und einen niedrigen Pluoridgehalt und eine erwünschte Dichte und Korngröße besitzt.

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Ein gegenwärtiges Verfahren zur Umwandlung von Uranhexafluorid in Urandioxyd verwendet die Hydrolyse von Uranhexafluorid zur Erzeugung einer Lösung von Uranylfluorid und Fluorwasserstoff, aus der dann Ammondiuranat durch Zusatz von Ammoniak ausgefällt wird. Nach dem Filtrieren wird das mit hohem Fluoridgehalt behaftete Ammondiuranat in Salpetersäure aufgelöst und die Entfernung des Fluorids als Verunreinigung der erhaltenen UranyInitratlösung wird durch Lösungsmittelextraktion bewerkstelligt. Aus der erhaltenen gereinigten UranyInitratlösung wird Ammondiuranat erneut ausgefällt und dann gebrannt, um U3O3 zu erhalten, das wiederum zur Erzeugung von Urandioxyd mit Wasserstoff reduziert wird.

Es wurden Versuche unternommen, um dieses umständliche und kostspielige Umwandlungsverfahren von Ammondiuranat durch eine Gaspha3enreaktion von Uranhexafluorid zu ersetzen. Diese Gasphasenreaktionen erzeugen ein an Uranoxyd reiches Pulver, das in einem Gasstrom in dem Reaktionsgefäß oder Reaktor suspendiert ist, in dem die Reaktion erfolgt. Der entstehende Gasstrom und das an Oxyd reiche Pulver (oder teilchenförmige Material) werden dadurch aus dem Reaktor abgezogen, daß an dem Reaktor ein Vakuum angelegt wird, und anschließend wird das Pulver für die spätere Weiterverarbeitung gesammelt. Dies beinhaltet das Problem der Isolation und Entfernung von Uranoxydpulvern, deren Abmessungen im Mikronbereich liegen und die typischerweise eine Größe im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 1,0 Mikron besitzen. Die Abtrennung muß dabei unter den Bedingungen einer Temperatur oberhalb etwa 540 ⁰C (1000 F) und eines äußerst korrosiven Gasstromes mit hoher Temperatur erfolgen, der eine typische Zusammensetzung in Form eines Gemisches besitzt, das gasförmigen Fluorwasserstoff und Wasserdampf enthält. Das Uranoxydpulver muß aus dem Gasstrom abgetrennt, in einem geeigneten Behälter gesammelt, auf eine mit den Verfahren zur Handhabung des Pulvers verträgliche Temperatur abgekühlt werden und muß dann auf Atmosphärendruck gebracht werden, so daß das Pulver in bequemer Weise gehandhabt oder zu einer Struktur mit erwünschter Raumform zur Verwendung in Kernbrennstäben weiterverarbeitet werden kann.

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Vergleichbare Probleme bestehen bei der Abtrennung anderer Metalloxyde oder Oxyde von Metalloiden, welche durch Flammenumwandlung von gasförmigen Reaktionsteilnehmern erzeugt werden.

Vergleichbare Probleme bestehen auch für die Abtrennung von festen teilchenförmigen Materialien aus verschiedenen Abgasen, beispielsweise aus Kaminabgasen, Es ist gegenwärtig eine allgemeine Aufgabenstellung, die Verschmutzung der Atmosphäre zu beseitigen, und die Entfernung von festem, teilchenförmigen! Material aus Kaminabgasen ist ein Mittel zur Verringerung der Verschmutzung der Atmosphäre. Obwohl zur Behandlung von Kaminabgasen elektrostatische Filter und Venturi-Reinigungsanlagen mit starkem Druckabfall verwendet werden, beinhalten diese Verfahren ein nasses Auswaschen, und dies ergibt ein Problem für die Beseitigung des entstehenden verunreinigten Wassers. In vielen Fällen wäre es vorteilhaft, als Nebenprodukt der Behandlung der Kaminabgase ein trockenes teilchenförmiges Material zu sammeln oder abzuziehen.

Der Ausdruck "teilchenförmiges Material" in seiner Verwendung in dieser Beschreibung schließt eine oder mehrere Metalloxyde oder Oxyde von Metalloiden oder andere feste Produkte ein, welche in einem Reaktor erzeugt oder in einem Gasstrom¹ mitgeführt werden, und der Ausdruck "Gasstrom" umschließt hier eine oder mehrere Gase, welche das feste, teilchenförmige Material mitführen.

Ein Verfahren zum Sammeln von teilchenförmigen! Material aus einem Gasstrom beinhaltet das Ausstoßen des teilchenförmigen Materials aus der Quelle in einen Behälter, welcher eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, enthält, und hierbei wird eine Aufschlämmung gebildet. Diese Aufschlämmung ist zweckmäßig, wenn das Material in Lösung in einer Flüssigkeit benutzt werden soll. Sie ist jedoch unbefriedigend, wenn das Material nicht einer Flüssigkeit ausgesetzt werden soll oder wenn das verwendete Material frei von Feuchtigkeit sein sollte oder ein Mindestmaß an Feuchtigkeitsgehalt besitzen sollte, wie dies beispielsweise für das Kernbrennmaterial zur Verwendung in einem Kernreaktor erwünscht ist. Daher ist dieses Verfahren nicht geeignet zur Abtrennung von teilchen-

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förmigen Kernbrennmaterialien, die in einer Gasphasenreaktion er-' zeugt wurden und in einem Gasstrom mitgeführt sind.

In der US-Patentschrift 3 535 852 wird ein weiteres Verfahren beschrieben, das einen Staubsammler zur Abtrennung von Staub aus staubbeladenen Gasen bei hohen Temperaturen beinhaltet, beispielsweise aus Kaminabgasen von Industriekaminen. Einzelne Filterrohranordnungen werden so befestigt, daß sie sich von einer Trennwand in einem geschlossenen Gehäuse aus vertikal erstrecken, wobei diese Trennwand das Innere des Gehäuses in eine untere Filterkammer und eine obere Auslaßkammer unterteilt. Die Rohranordnungen sind lösbar an den unteren Enden der Auslaßleitungen befestigt, welche die Trennwand durchsetzen, und die Strömungsmittelverbin— dung zwischen der Filterkammer und der Auslaßkammer erfolgt über ' die Filterrohranordnung und die Leitung. Das zu filternde staubbeladene Gas wird der Filterkammer in einer solchen Weise zugeführt, daß es seitlich über die Kammer diffundiert wird und in einem abwärts gerichteten Strom entlang den äußeren Seiten der Rohranordnungen gerichtet wird, so daß für das Filierverfahren die gesamte Länge der Filterrohranordnung wirksam ausgenutzt werden kann. Diese Einrichtung ist sehr brauchbar; sie is-t jedoch nicht geeignet für den Betrieb mit einer HocHtemperaturatmoafphäre, die korrosive Gase enthält.

Es war daher weiterhin erwünscht, ein teilchenförmiges Material, insbesondere Uranoxyde, aus korrosiven Gasströmen mit hoher Temperatur abzutrennen, das teilchenförmige Material in einem geeigneten Behälter zu sammeln, die Temperatur des Materials auf einen Wert abzusenken, welcher mit den Verfahren zur Handhabung des Pulvers verträglich ist, und das Material auf den Atmosphärendruck zu bringen zur anschließenden Handhabung, Weiterverarbeitung oder Benutzung.

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur kontinuierlichen Abtrennung und zum kontinuierlichen Sammeln eines festen teilchenförmigen Materials, das in einem Gasstrom mitgeführt wird und insbesondere in einem korrosiven Gasstrom bei hoher Temperatur

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und bei einem Druck unterhalb des Atmosphärendruckes. Sie besitzt die verschiedensten Anwendungsmöglichkeiten einschließlich der Abtrennung eines festen Reaktionsproduktes aus dem Gasstrom, in dem es suspendiert ist,und der Abtrennung eines festen Schmutzstoffes, der in einem Kamingas mitgeführt ist. In einer Ausführungsform beinhaltet das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte: (1) Der Gasstrom wird in zwei Leitungszonen zur Abtrennung des teilchenförmigen Materials vom Gasstrom und zum Sammeln des teilchenförmigen Materials in eine an jeder Leitungszone befestigte Behälterzone geleitet, (2) abwechselnd wird der Durchlaß von einer Leitungszone zur angeschlossenen Behälterzone verschlossen und (3) das teilchenförmige Material wird aus der mit der geschlossenen Leitungszone verbundenen Behälterzone entfernt.

Bei einer anderen Ausführungsform beinhaltet das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte: (1) Der Gasstrom wird abwechselnd in eine erste Leitungszone gerichtet, die mit einer Behälterzone verbunden ist, und dann in eine zweite Leitungszone, die mit einer zweiten Behälterzone verbunden ist, zur Abtrennung des teilchenförmigen Materials aus dem Gasstrom und zum Sammeln des Materials in der aufnehmenden Behälterzone und (2) das teilchenförmige Material wird aus derjenigen Behälterzone entfernt, die nicht zu diesem Zeitpunkt den Gasstrom erhält, so daß diese Behälterzone erneut zum Sammeln des Materials verfügbar ist. Die Entfernung des teilchenförmigen Materials aus den Behälterzonen kann entweder durch Entfernen von Hand oder durch Entfernen mit pneumatischen Mitteln erfolgen.

Ebenso beinhaltet die Erfindung ein Gerät, das an eine Quelle für einen Gasstrom angeschlossen werden kann, der ein teilchenförmige3 Material mitführt. Das Gerät besitzt einen Strömungskanal, welcher mit der Quelle verbunden ist, und zwei Leitungen führen vom Strömungskanal weg, wobei jede Leitung mit einer Behältereinrichtung verbunden 1st, welche das teilchenförmige Material sammelt. Jede Leitung enthält mindestens eine Ventilvorrichtung zur Behinderung des Durchgangs durch die Leitung, in der sie angeord net 1st ι und Filtereinrichtungen xur Abtrennung des teilchenför-

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migen Materials von der Gasquelle, während diese Filtereinrichtung mit einem Kanal zum Abziehen des Gases aus der Leitung verbunden ist.

Ein besseres Verständnis der Erfindung- ergibt sich für den Fachmann aus der nachstehenden Beschreibung beispielhafter. Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Abbildungen.

Figur 1 zeigt eine Teilschnittansicht eines Gerätes zum Sammeln von teilchenförmigen Material aus einem Gasstrom als Ausführungsform der Erfindung und das Gerät ist hier mit einem Reaktor verbunden, der zur Durchführung einer Gasphasenreaktion zur Erzeugung eines in einem Gasstrom mitgeführten teilchenförmigen Materials Verwendung finden kann.

Figur la ist eine vergrößerte Schnittansicht durch den oberen Teil des Reaktors und der Düse nach Figur 1.

Figur 2 zeigt eine Teilschnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zum Sammeln von teilchenförmigen! Material aus einem Gasstrom als- Ausführungsform der Erfindung und die Vorrichtung ist an einen Reaktor angeschlossen, der zur Durchführung einer Gasphasenreaktion zur Erzeugung eines in einem Gasstrom mitgeführten teilchenförmigen Materials verwendet wird»

Figur 3 zeigt eine isometrische Schnittansicht eines in dem Gerät nach Figur 1 verwendeten Ventils.

Figur 4 zeigt eine Schnittansicht eines in dem Gerät nach Figur verwendeten Ventils.

Figur 5 zeigt eine Teilschnittansicht der zur automatischen Entfernung des angesammelten Pulvers aus einem Behälter verwendeten Einrichtung, welche geeignet ist zur Verwendung mit den Ausführungsformen der Vorrichtung zum Sammeln von teilchenförmigen! Material aus einem Gasstrom. 509811/0796

Figur 6 zeigt eine Teilschnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Gerätes zum Sammeln von teilchenförmigen! Material aus einem Gasstrom als Ausführungsform der Erfindung. Das Gerät besitzt eine Ventileinrichtung, die auf jeder Seite der Filtereinrichtung in jedem Zweig des Gerätes angebracht ist.

Die Erfindung ergibt ein Verfahren zum kontinuierlichen Abtrennen und Sammeln eines festen teilchenförmigen Materials, das in einem Gasstrom mitgeführt ist, und besitzt verschiedenartigste Anwendungsmöglichkeiten einschließlich der Abtrennung eines festen Reaktionsproduktes, das in einem Gasstrom mitgeführt ist und in einer in einer Reaktionszone ablaufenden Reaktion entsteht, und ist weiterhin geeignet für die Abtrennung von festen Schmutzstoffen, die in einem Kamingas mitgeführt sind.

In einer Ausführungsform beinhaltet das Verfahren die folgenden Schritte: (1) Der Gasstrom wird in zwei Leitungszonen zur Abtrennung des teilchenförmigen Materials aus dem Gasstrom und zum Sammeln des teilchenförmigen MaterialsVan jede Leitungszone angeschlossenen Behälterzonen gerichtet, (2) abwechselnd wird der Durchlaß von einer Leitungszone zu einer angeschlossenen Behälterzone gesperrt und (3) das teilchenförmige Material wird aus der Behälterzone entfernt, welche mit der geschlossenen Leitungszone verbunden ist.

Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens beinhaltet die folgenden Verfahrensschritte: (1) Abwechselnd wird der Gasstrom in eine erste Leitungszone gerichtet, die mit einer Behälterzone verbunden ist, und dann in eine zweite Leitungszone, die mit einer zweiten Behälterzone verbunden ist, zur Abtrennung des teilchenförmigen Materials aus dem Gasstrom in den Leitungszonen und zum Sammeln des Materials in der aufnehmenden Behälterzone bis zu dem Zeitpunkt, in dem das Entfernen des Materials aus der aufnehmenden Behälterzone erwünscht ist, und (2) teilchenförmiges Material wird aus derjenigen Behälterzone entfernt, die nicht zu diesem Zeitpunkt den Gasstrom erhält, so daß die" Behälterzone erneut zum Sammeln des Materials verfügbar wird.

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Vorzugsweise wird die Behälterzone geleert, wenn sie praktisch mit dem Material angefüllt ist. Weitere Einzelheiten der praktischen Ausführungen des Verfahrens der Erfindung beinhalten die folgenden Schritte: (1) Abwechselnd wird der Gasstrom in eine erste Leitungszone Gerichtet, die mit einer ersten Behälterzone verbunden ist, und in eine zweite Leitungszone, die mit einer zweiten Behälterzone verbunden ist, (2) das teilchenförmige Material wird aus dem Gasstrom in der aufnehmenden Leitungszone abgetrennt, beispielsweise durch Verwendung einer das teilchenförmige Material zurückhaltenden gasdurchlässigen Filtereinrichtung, (3) das teilchenförmige Material wird in der aufnehmenden Behälterzone so lange angesammelt, bis es erwünscht ist, das Material aus der aufnehmenden Behälterzone zu entfernen,und (H) das teilchenförmige Material wird aus der Behälterzone entfernt, die nicht zu diesem Zeitpunkt den Gasstrom erhält, 3o daß die Behälterzone erneut zum Sammeln des Materials verfügbar wird.

Die Entfernung des teilchenförmigen Materials aus den Behälterzonen kann entweder durch Entfernen von Hand oder durch Entfernung mit pneumatischen Mitteln erfolgen.

Eine bevorzugte Anwendungsmöglichkeit für das Verfahren gemäß der Erfindung besteht in der Abtrennung und dem Sammeln von mit Uranoxyd angereicherten Zusammensetzungen, die in einer Gasphasenreaktion erzeugt werden.

Bei dieser bevorzugten Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht das Problem in der Abtrennung des festen Reaktionsproduktes aus sehr feinen Uranoxydpulvern, wie beispielsweise Urandioxyd oder U-.Oq und höheren Oxyden des Urans, aus dem äußerst korrosiven Gasstrom hoher Temperatur in Form eines Gemisches, das hauptsächlich aus Fluorwasserstoff, Wasserdampf, Stickstoff und Sauerstoff besteht. Während der"Durchführung des Umwandlungsverfahrens befindet sich die Reaktionszone vorzugsweise auf einer erhöhten Temperatur von mehr als etwa 540 ⁰C (1000 ⁰F) und auf einem verminderten Druck von weniger als etwa 2/3 des Atmosphärendruckes (vorzugsweise etwa 0,56 bis 0,7 kg/cm² (etwa 8 bie 10 US-Pfund pro

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Quadratzoll)). Das Gemisch, welches das Uranoxyd mitführt, wird vorzugsweise dadurch aus dem Reaktor oder Reaktionsgefäß entfernt und in die nachstehend beschriebene Vorrichtung abgezogen, daß an das Reaktorgefäß ein Vakuum angelegt wird. Irgendeines der zuvor beschriebenen Verfahren kann dabei verwendet werden. Wenn das zweite beschriebene Verfahren gewählt wird, wird das Gemisch in eine erste Leitungseinrichtung gerichtet, die mit einer ersten Behältereinrichtung verbunden ist, die eine ausreichende Kapazität zur Aufnahme einer gegebenen Menge des aus dem Gemisch abgetrennten festen Uranoxyds enthält, welche noch die Kriterien für die kritische Merge von Kernmaterial erfüllt. In dieser Leitungseinrichtung wird das Uranoxyd von den Gasen beispielsweise dadurch abgetrennt, daß eine das teilchenförmige Material zurückhaltende und das Gas durchlassende Piltereinrichtung verwendet wirdj die routinemäßig mit einem Gegenimpuls beaufschlagt wird, so daß das Oxyd in die Behältereinrichtung fällt und dort gesammelt wird_s während die Gase aus der Leitungseinrichtung abgegeben v/erden = Dieser Verfahrensschritt wird so lange fortgesetzt, bis eine ausreichende Menge Uranoxyd in der Behältereinrichtung gesammelt ist, vorzugsweise so lange₈ bis die Behältereinrichtung nahezu gefüllt ist. Das Gemisch, welches das Uranoxyd mitführt, wird dann in eine zweite Leitungseinrichtung gerichtet, die an eine zweite Behältereinrichtung angeschlossen ist, die ebenfalls eine Kapazität zur Aufnahme einer vorgegebenen Menge des aus dem Gemisch abgetrennten festen Uranoxyds besitzt und noch die durch die kritische Menge eines Kernbrennstoffes gegebenen Bedingungen erfüllt. Das Uranoxyd wird aus den Gasen in der zweiten Leitungseinrichtung durch solche Mittel abgetrennt, wie durch Verwendung von das teilchenförmige Material zurückhaltenden und das Gas durchlassenden Filtereinrichtungen, und das Oxyd wird in der zweiten Behältereinrichtung gesammelt, während die Gase aus der zweiten Lextungseinrichtung abgegeben werden. Dieser Verfahrensschritt wird so lange fortgesetzt, bis eine ausreichende Menge von Uranoxyd in der zweiten Behältereinrichtung angesammelt ist, vorzugsweise so lange, bis der Behälter nahezu gefüllt ist. Während des Füllens der zweiten Behältereinrichtung wird das in der ersten Behältereinrichtung gesammelte Uranoxyd auf Atmosphären-

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druck angehoben und aus der ersten Behältereinrichtung entfernt, so daß diese erste Behältereinrichtung erneut zur Aufnahme von Uranoxyd zur Verfügung steht. Wenn die zweite Behältereinrichtung annähernd gefüllt ist, wird das Uranoxyd erneut in der geleerten ersten Behältereinrichtung gesammelt, und gleichzeitig wird das in der zweiten Behältereinrichtung gesammelte Uranoxyd'durch Druckanhebung auf Atmosphärendruck gebracht und aus der zweiten Behältereinrichtung entfernt, so daß diese erneut zur Aufnahme von Uranoxyd zur Verfügung steht.

Durch Wiederholung der vorstehenden Verfahrensschritte kann das Verfahren so lange fortgesetzt werden, wie ein Uranoxyd führender Gasstrom erzeugt wird. Der Fachmann wird erkennen, daß das vorstehende Verfahren leicht auf andere Gasphasenreaktionen angepaßt werden kann, die feste. Reaktionsprodukte erzeugen, beispielsweise Metalloxyde und Oxyde von Metalloiden, und auch auf das Sammeln von wertvollen Stäuben oder teilchenförmigen Verunreinigungen aus Kamingasen angewendet werden kann. Die Vorrichtung zum Sammeln von Pulver mit zwei Zweigen gemäß der Erfindung wird nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und la zusammen mit der Auslaß-Düse und dem Reaktor oder Reaktionsgefäß beschrieben. Figur 1 zeigt, daß die Vorrichtung an den Auslaß eines Reaktors 11 angeschlossen ist, wobei in dem Reaktor 11 eine Reaktionszone gebildet ist und der Reaktor einen Deckel 12 mit einer Düse 10 trägt. Die Düse 10 ist im einzelnen in Figur la dargestellt und ist so abgedichtet durch den Deckel 12 geführt, daß eine luftdichte Verbindung mit dem Reaktor 11 gebildet wird (diese kann gelöst werden). Eine solche Düse .10 ist im einzelnen in' den Figuren 3 und 4 der US-Patentschrift 3 SlH 327 beschrieben. Der Reaktor 11 besitzt eine nach außen ragende Zone 16 mit einem Pilotbrenner oder Zündbrenner, der über eine Leitung 17 Gas erhält und eine Pilotflamme 31 zur Auslösung oder Zündung der Flammenreaktion unterhält. Zur Klarheit der Darstellung ist die Quelle für das Gas und die Leitung von der Quelle zur Reaktionszone 16 weggelassen. Rohrförmige Einlasse 13 leiten einen ersten fließfähigen Reaktionsteilnehmer in die Reaktionszone ein und rohrförmige Einlasse 14 leiten ein weiteres fließfähiges Mittel

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zur Trennung des ersten fließfähigen Reaktionsteilnehmers von einem zweiten fließfähigen Reaktionsteilnehmer ein. Der zweite fließfähige"Reaktionsteilnehmer wird in die Reaktionszone durch einen dritten rohrförmigen Einlaß 15 eingeleitet. Zur Klarheit der Darstellung sind die Quellen für die fließfähigen Medien und ihre Verbindung mit den verschiedenen Einlassen nicht abgebildet. Der zweite fließfähige Reaktionsteilnehmer im Einlaß 15 strömt in die Kammer 20, die durch das Rohr 21, den Deckel 22 und die Bodenplatte 23 gebildet ist, und dann in die Rohre 2k, die an den öffnungen in der Platte 23 in die Platte eingeführt und mit dieser verbunden sind. Schließlich strömt dann der fließfähige Reaktionsteilnehmer in die Reaktionszone 29. Das fließfähige Mittel im Einlaß 14 strömt durch das Rohr 25 und die öffnungen 27 in Richtung der Kontrollplatte 28 und dann in die Reaktionszone 29. Der erste fließfähige Reaktionsteilnehmer im Rohr 13 strömt durch das Rohr 26 und in die Reaktionszone 29. Die Reaktionsteilnehmer gehen in eine Flammenreaktion ein, welche durch die Flamme 30 im Reaktor 11 gezeigt ist und durch die Pilotflamme 31 aus der Zone 16 ausgelöst wird. Wenn ein Nachoxydationsschritt erwünscht ist, beispielsweise zur Oxydation des festen Reaktionsproduktes zu einem höheren Oxyd, dann wird in Einlasse 18 ein oxydierendes Gas eingeleitet; diese sind mit einer Quelle für das oxydierende Gas verbunden, die zur Klarheit der Darstellung weggelassen ist. Zur Beobachtung der Reaktion und der erhaltenen Reaktionsprodukte ist eine Sichtöffnung 19 vorgesehen. Gewünschtenfalls kann sie zur Entnahme von Proben und zur Einführung von Temperaturmeßfühlern usw. eingerichtet werden. Die in dem Reaktor 11 gebildeten festen und gasförmigen Reaktionsprodukte werden in den Strömungskanal 32 abgezogen. Der Reaktor 11 und/oder der Strömungskanal 32 können mit solchen Strukturen wie einer Platte 20 oder Bodenhalterungen (nicht gezeigt) zur Halterung und Stützung des Reaktors 11 und des Strömungskanals 32 verbunden sein. Der Reaktor 11 besitzt einen Flansch 33 > der mit dem Flansch 3^ des Strömungskanals 32 verbunden ist. Weitere Flansche 35 sind im Strömungskanal 32 gewünschtenfalls zur Unterstützung der Demontage zur Untersuchung der Anlage usw. vorgesehen.

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Mit dem Strömungskanal 32 sind zwei Leitungen 36 und 37 verbunden und nehmen das Gasgemisch (den Gasstrom) vom Strömungskanal 32 auf, welcher das teilchenförmige Material mitführt. Die Leitungen 36 und 37 besitzen passende Sätze von Planschen 38 und 39» die vorgesehen sind, um eine Demontage der Leitungen 36 und 37 zu gestatten. Die Leitung 36 besitzt einen Plansch 40, der mit einem passenden Plansch 52 eines erweiterten Leitungsteils 44 verbunden ist, der als Filterkammergehäuse für eine Vielzahl von Filtern 46 dient. Die Leitung 37 besitzt einen Flansch 4l, der mit einem passenden Flansch 43 eines erweiterten Leitungsteils verbunden ist, das als Filterkammergehäuse für eine Vielzahl von Filtern 47 dient. Der Leitungsteil 44 besitzt einen Flansch 48, der mit dem Flansch 50 eines Ventils 64 und dem Flansch 68 des ■ Ventils 64 eine feste Verbindung bildet. Der Plansch 68 des Ventils 64 ist mit dem Flansch 70 einer Behältereinrichtung (eines Behälters) 52 verbunden. Der Leitungsteil 45 besitzt einen Flansch 49, der zu einer festen Verbindung an einen Plansch 51 des Ventils 65 paßt. Der Flansch 69 des Ventils 65 ist mit dem Plansch 71 einer Behältereinrichtung (eines Behälters) 53 verbunden. Die Behälter 52 und 53 dienen zur Aufnahme und Aufbewahrung des festen Reaktionsproduktes, das aus dem Gasstrom des Reaktors 11 abgetrennt und gesammelt wird. Die Ventile 64 und 65 dienen zur Behinderung (Sperrung) des Gasdurchlasses durch die Leitungsteile und 45 zu den Behältern 52 bzw. 53.

Die Filter 46 und 47 halten das feste teilchenförmige Material zurück und lassen gleichzeitig den Gasstrom durch die öffnungen mit einer Größe von etwa 0,1 Mikron durch. Zur Klarheit der Darstellung ist nur ein Filter der Vielzahl von Filtern in jedem Leitungsteil abgebildet. Der Gasstrom vom Filter 46 wird in das Auslaßrohr 54 abgegeben und der Gasstrom vom Filter 47 wird in das Auslaßrohr 55 abgegeben. Die Auslaßrohre 54 und 55 besitzen entsprechende Ventile 72 und 73 und Einrichtungen 56, 57 zur Anlegung eines Vakuums (Vakuumpumpen). Jede Vakuumpumpe dient dabei für folgende Zwecke: (1) Sie hält den Reaktor und die Vorrichtung zur Sammlung des Pulvers auf einem Druck unterhalb des Atrao3phärendruckea, (2) zur Entfernung dee von teilchenf urnigen Material

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befreiten Gasstroms aus der Vorrichtung und (3) zum Abziehen des Gases durch den Strömungskanal, die aufnehmende Leitung, das dieser aufnehmenden Leitung zugeordnete Filter und das der aufnehmenden Leitung zugeordnete Auslaßrohr. In Figur 1 sind die einzelnen Vakuumpumpen schematisch abgebildet. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besitzt eine Verbindung der Auslaßrohre 54 und 55 mit einer einzigen Leitung und eine Anschlußstelle dieser Leitung mit einer einzigen Vakuumpumpeneinrichtung. Eine Rückblasleitung 58 ist mit dem Auslaßrohr 5¹I verbunden, um einen kurzen intermittierenden Rückimpuls auf die Vielzahl der Filter 46 zu ermöglichen; hierdurch werden die Filter 46 vom teilchenförmigen Material befreit, das dann im Behälter 52 gesammelt wird. Die Rückblasleitung 59 ist mit dem Auslaßrohr 55 verbunden und ermöglicht einen kurzen intermittierenden Rückstoßimpuls auf die Vielzahl von Filtern 47; hierdurch werden die Filter 47 vom teilchenförmigen Material befreit, das .im Behälter 53 gesammelt wird. Eine Quelle 60 für verdichtetes Gas, beispielsweise das verdichtete Inertgas Stickstoff, liefert einen geregelten Hochdruckimpuls mit einer Regelöffnung des Ventils 62 zur Entfernung von texlchenförmigem Material, das auf dem Filter 46 zurückgehalten ist. Eine Quelle 6l für verdichtetes Gas, beispielsweise das verdichtete Inertgas Stickstoff, liefert einen Hochdruckimpuls in geregelter Form mit einer regulären Öffnung des Ventils 63 zur Entfernung teilchenförmigen Materials, das auf dem Filter 47 zurückgehalten ist. Die Ventile können dabei durch Taktgäbe mit Zeitsequenz betrieben werden.

Nachstehend wird eine kurze Beschreibung eines Typs eines Luftabschlußventils 64 gegeben, das ausgezeichnete Betriebsergebnisse liefert. Dabei wird auf die Figur 3 Bezug genommen (die Beschreibung ist auch anwendbar auf 4*3 Ventil 65}· Das Ventil 64 besitzt einen oberen Flansch 50 und einen unteren Flansch 68 und besitzt einen Ventilhebel 72, der mit einem Ventilstößel 66 verbunden ist. Der Ventilstößel 66 ist mit einer Stange Jb verbunden, und die Stange 74 ist mit einer kugelförmig geschliffenen Ventilscheibe 75 verbunden. Das Ventil 64 besitzt einen zylindrischen Teil 76 und einen Ventilelts 77. Om Ventil 6H Ut in der Abbildung in einer teilweise geöffneten Stellung der Ventilscheibe 75 gezeigt; die

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Scheibe 75 kann jedoch so in die vollständig geöffnete Stellung bewegt werden, daß der ebene Teil der Scheibe 75 parallel zum zylindrischen Teil 76 ist und eine unbehinderte Auslaßöffnung frei läßt. In der geschlossenen Stellung durchschneidet die scharfe Kante des kugelförmigen Teils der Ventilscheibe 75 die Strömung des teilchenförmigen Materials und ergibt einen positiven Sitz auf dem Ventilsitz 77 und bewerkstelligt hierdurch eine feste Passung zur Behinderung des Durchgangs irgendwelchen teilchenförmigen Materials.

Eine ausführliche Beschreibung des Verfahrens der festen teilchenförmigen Reaktionsprodukte wird nachstehend unter Bezugnahme auf Figur 1 gegeben. Die Vakuumpumpen (56 und 57) halten den Reaktor und die zugeordnete Vorrichtung zur Entfernung der Reaktionsprodukte auf einem Druck unterhalb des Atmosphärendruckes und bewerkstelligen ein Fließen des Gasstroms mit dem teilchenförmigen Material aus dem Reaktor 11 in Richtung der Vakuumpumpe. Nach dem Verlassen des Reaktors 11 geht der Gasstrom in den Strömungskanal 32 über. Der Gasstrom wird zwischen den Leitungen 36 und 37 so aufgeteilt, daß ein Teil des Gasstroms in den erweiterten Teil 44 und ein anderer Teil in den erweiterten Teil 45 eintritt. Die jeweilige Vielzahl von Filtern 46 und 47 in den Teilen 44 und 45 trennen das im Gasstrom mitgeführte teilchenförmige Material ab und halten es zurück. Der Gasstrom durchsetzt die Filter 46 und 47 und tritt in die Auslaßrohre 54 und 55 aus. Das teilchenförmige Material sammelt sich auf den Filtern 46 so lange an, bis das Ventil 42 kurz geöffnet wird, um das. Gas aus der Quelle 60 durch die Leitung 48 zum Entfernen oder Wegblasen des angesammelten teilchenförmigen Materials von den Filtern 46 durchzulassen. Ebenso baut sich das teilchenförmige Material auf den Filtern 47 so lange auf, bis das Ventil 63 kurz geöffnet wird, um Gas aus der Quelle 6l durch die Leitung 49 zu leiten zur Entfernung oder zum Wegblasen des angesammelten teilchenförmigen Materials von den Filtern 47. Das vom Filter 46 weggeblasene teilchenförmige Material wird in der Behältereinrichtung 52 gesammelt und das vom Filter 47 weggeblasene teilchenförmige Material wird in der Behältereinrichtung 53 gesammelt. Dieser Vorgang dauert so lange an, bis die erwünschte Menge

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von teilchenförmigen! Material in der Behältereinrichtung 52 bzw. 53 angesammelt ist (vorzugsweise so lange, bis die Behältereinrichtungen praktisch gefüllt sind). Zu diesem Zeitpunkt werden dann die Ventile 64 bzw. 65 oberhalb der Behälter 52 bzw. 53 geschlossen und die Behälter 52 und 53 werden von der Vorrichtung abgetrennt und geleert. Während der Zeitdauer, in der die Ventile 64 und 65 oberhalb der Behälter 52 bzw. 53 geschlossen sind, wird das teilchenförmige Material in dem unteren Teil der erweiterten Teile 44 und 45 der Leitungen gesammelt. Wenn der Behälter erneut angebaut ist und die Ventile 64 und 65 geöffnet sind, fällt das angesammelte Pulver erneut in die Behälter. Diese Ausführungsform gestattet es, die Behälter 52 und 53 gleichzeitig oder getrennt voneinander zu leeren, wie dies notwendig oder zweckmäßig erscheint.

Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung ist in Figur 2 gezeigt. Dabei sind gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugs ziffern wie in Figur 1 bezeichnet. In Figur 2 ist die Vorrichtung mit dem Auslaß eines Reaktors 11 verbunden, der eine Reaktionszone bildet, und mit einer Düse 10. Diese ist auf dem Reaktor befestigt und in einer Halterungseinrichtung (Deckel 12) abgedichtet, die eine luftdichte Verbindung mit dem Reaktor 11 bildet (diese kann getrennt werden). Die Reaktion ist die gleiche wie zuvor im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben. Die im Reaktor 11 gebildeten festen Reaktionsprodukte werden in den Strömungskanal 32 abgezogen. Der Reaktor 11 oder der Strömungskanal 32 oder beide können mit solchen Strukturen wie einer Platte 20 oder Bodenhalterungen (nicht gezeigt) verbunden sein, um den Reaktor 11 und den Strömungskanal 32 zu haltern und zu stützen. Der Reaktor 11 besitzt einen Flansch 33t der mit dem Flansch 34 des Strömungskanals 32 verbunden ist. Gewünsentenfalls sind im Strömungskanal 32 weitere Flansche 35 vorgesehen, um eine Demontage zur Inspektion der Anlage zu unterstützen.

Zwei Leitungen 36 und 37 sind mit dem Strömungskanal 32 verbunden und erhalten abwechselnd den Gasstrom aus dem Strömungskanal 32, welcher das teilchenförmige Material mitführt. Das Ventil 80 ist in der Leitung 36 vorgesehen zur Steuerung des Durchgangs durch

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die Leitung 36, und in der Leitung 37 ist ein Ventil 8l zur Steuerung des Durchgangs durch diese Leitung vorgesehen.

Für die Ventile 80 und 82 können beliebige der verschiedenartigsten verfügbaren Hochtemperaturventile verwendet werden. Ein besonders bevorzugtes Ventil 61 ist aus Monel-Metall hergestellt und in Figur 4 abgebildet (das gleiche Ventil wird hier als Ventil 80 verwendet). In Figur 4 ist der Hebel 83 mit dem Ventilstößel 85 zur Drehung des Stößels 85 und einer Hohlkugel 90 aus einer geschlossenen Stellung gemäß Figur 4 in eine offene Stellung verbunden, wobei dann die Öffnung in der hohlen Kugel mit der Leitung ausgerichtet ist.

Es wird erneut auf Figur 2 Bezug genommen. Der Hebel 82 ist mit der Ventilstange 84 zur Betätigung des Ventils 80 verbunden und ein Hebel 83 ist mit der Ventilstange 85 zur Betätigung des Ventils 81 verbunden. Wie gezeigt, werden hier die Ventile durch Betätigung der Hebel 82 und 83 von Hand betätigt; es ist jedoch auch möglich, die Betätigung dieser Hebel 82 und 83 automatisch durchzuführen.

Die Leitungen 36 und 37 besitzen aufeinanderpassende Sätze von Flanschen 38 und 39» und diese sind vorgesehen, um eine Demontage der Abschnitte der Leitungen 36 bzw. 37 zu gestatten. Die Leitung 36 besitzt den Flansch 40, der mit einem passenden Flansch 42 des erweiterten Leitungsteils (Filterkammergehäuse) 44 verbunden ist. Die Leitung 37 besitzt den Flansch 4l, der mit dem passenden Flansch 43 des erweiterten Leitungsteils (FiIterkammergehäuse) 45 verbunden ist. Der Leitungsteil 44 und die Behältereinrichtung (Behälter) 52 besitzen Flansche 48 und 70, welche eine feste Verbindung mit dem Leitungsteil 44 und der Behältereinrichtung 52 bilden. Der Leitungsteil 45 und die Behältereinrichtung (Behälter) 53 besitzen ebenfalls Flansche 49 und 71_t welche eine feste Verbindung zwischen dem Leitungsteil 45 und der Behältereinrichtung herstellen. Die Behälter 52 und 53 nehmen die festen Reaktionspro dukte auf, die aus dem Gasstrom abgetrennt und gesammelt wurden, und bewahren sie auf.

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Die Filterkammer 44 dient als Gehäuse für eine Vielzahl von Filtern 46 und die Filterkammer 45 umschließt eine Vielzahl von Filtern 47. Diese Filter halten die festen Teilchen zurück und lassen gleichzeitig den Gasstrom durch öffnungen in den Filtern mit Abmessungen im Mikronbereich durch. Der Gasstrom tritt in die Auslaßrohre 54 und 55 aus. Die Auslaßrohre 5¹I bzw. 55 besitzen Einrichtungen zur Erzeugung eines Vakuums (Vakuumpumpen) 56 bzw. 57 in den Rohren, welche die zuvor im Zusammenhang mit Figur 1 beschriebenen Funktionen erfüllen. Eine Rückblasleitung 58 ist vorgesehen, um das Filter 46 von teilchenförmigen! Material freizublasen, das dann im Behälter 52 gesammelt wird. Die Rückblasleitung 59 ist vorgesehen, um das Filter 47 von teilchenförmigen! Material freizublasen," das dann im Behälter 53 gesammelt wird. Eine Quelle für verdichtetes Gas, beispielsweise das verdichtete Inertgas Stickstoff, liefert einen geregelten Hochdruckimpuls des verdichteten Gases nach dem öffnen des Ventils 62, um das auf dem Filter 46 zurückgehaltene teilchenförmige Material zu entfernen. Die Quelle 6l für verdichtetes Gas liefert einen geregelten Gasimpuls nach dem öffnen des Ventils 63 zur Entfernung des teilchenförmigen Materials, das auf dem Filter 47 zurückgehalten ist.

Nachstehend folgt eine ausführliche Beschreibung des Verfahrens zur Entfernung der festen,teilchenförmigen Reaktionsprodukte unter Bezugnahme auf die Figur 2. Die im Betrieb befindliche Vakuumpumpe (entweder die Pumpe 46 oder 47 in Abhängigkeit davon, ob das Ventil 80 oder 81 geöffnet ist) hält den Reaktor 11 und die zugeordnete Anlage zur Entfernung der Reaktionsprodukte auf einem Druck unterhalb des Atmosphärendruckes und erzeugt ein Strömen des Gasstroms mit dem teilchenförmigen Material vom Reaktor 11 in Richtung der im Betrieb befindlichen Vakuumpumpe. Beim Verlassen des Reaktors 11 tritt der Gasstrom in den Strömungskanal 32 ein. Für die nachstehende Beschreibung wird das Ventil 80 als geöffnet betrachtet und gestattet daher den Durchgang des Gasstroms in die Leitung 36_f und das Ventil 81 befindet sich in einer geschlossenen Stellung und sperrt den Durchgang in die Leitung 37. Der Gasstrom strömt durch das geöffnete Ventil 80 und in den erweiterten Teil der Leitung, die «in· Vicliahl von Filtern H6 enthält. Die Filter46

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trennen das im Gasstrom mitgeführte teilchenförmige Material ab und halten es zurück. Das gasförmige Reaktionsprodukt durchsetzt die Filter 46 und tritt aus dem Auslaßrohr 54 aus. Das teilchenförmige Material sammelt sich auf den Filtern 46 so lange, bis das Ventil 62 kurz geöffnet wird und das Ventil 72 kurz geschlossen wird, um Gas von der Quelle 60 durch die Leitung 48 durchzulassen und das angesammelte teilchenförmige Material vom Filter 46 zu entfernen oder wegzublasen. Das vom Filter 46 weggeblasene teilchenförmige Material wird dann in der Behältereinrichtung 52 gesammelt. Dieser Vorgang dauert so lange an, bis die gewünschte Menge von teilchenförmigem Material in der Behältereinrichtung angesammelt ist (vorzugsweise so lange, bis die Behältereinrichtung 52 praktisch gefüllt ist). Zu diesem Zeitpunkt wird dann da3 Ventil 80 in die geschlossene Stellung gebracht und sperrt den Durchgang des Gasstroms durch die Leitung 36 und das Ventil 81 wird in die geöffnete Stellung bewegt und gestattet den Durchgang des Gasstroms in die Leitung 37· Die Beschreibung des Verfahrens zum Sammeln des teilchenförmigen Materials in der Leitung 37 ist identisch zur vorstehenden Erläuterung für die Leitung 36. Während dieses Sammelvorgangs wird der Behälter 52 abgetrennt, geleert und erneut angebracht zur Aufnahme weiteren teilchenförmigen Materials.

Die Ausdrücke Strömungskanal, Leitung und Behältereinrichtung, wie sie in der vorstehenden Beschreibung der Erfindung verwendet wurden, sollen dabei jede Querschnittsform für solche Teile umschließen einschließlich eines kreisförmigen rechteckigen quadratischen und dreiecksförmigen Querschnittes. Verschiedene Materialien, welche mit den vom Reaktor abgezogenen Reaktionsprodukten nicht reagierend sind, können zur Herstellung der Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden, wobei beispielhafte Materialien, u. a. ■ Monel-Metall, Weicheisen und Nickel beinhalten. Konventionelle Festkörper zurückhaltende und für Gas durchlässige Filter werden verwendet, wobei ein beispielhaftes Filter aus gesintertem Monel-Metall besteht und gasdurchlässige Öffnungen mit Abmessungen von etwa 0,1 bis 20 Mikron besitzt. Jede Behältereinrichtung und die zugeordnete Leitung ist dabei so ausgelegt, daß sie eine Abmessung besitzt, die einen kritischen Zustand im Sinne der Kerntechnik

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vermeidet, wenn er zur Aufnahme von festen Reaktionsprodukten dient, die zur Verwendung als Kernbrennmaterial geeignet sind. Beispielhafte für die Vorrichtung verwendete Vakuumpumpen schließen Strahlpumpen für Dampf oder Wasserpumpen ein, beispielsweise die Vakuumpumpe der Bauart "Nash". Jedes Gas, das mit den Reaktionsprodukten nicht reagiert, kann als Gas für die Quellen 60 und 6l zur Erzeugung eines Rückimpulses mit hoher Geschwindigkeit und zum Wegblasen des teilchenförmigen Materials von den Filtern verwendet werden. Die bevorzpgten Gase sind dabei Luft, Stickstoff und Argon.

Firgur 5 zeigt eine pneumatische Einrichtung zur Entfernung des angesammelten teilchenförmigen Materials aus den Behältereinrichtungen (Behälter). Der Behälter 52 besitzt einen Flansch zur Herstellung einer festen Anschlußverbindung mit dem Flansch eines tassenförmigen Teils 102. Die Tasse 102 besitzt einen Einlaß 103 für ein Gas, beispielsweise Stickstoff, um das teilchenförmige Material in der Tasse 102 fließfähig zu machen. Die Leitung 103 besitzt ein Handventil 104 und ein Magnetventil 105, und das Ventil 105 ist mit einem Druckschalter 106 verbunden. Die Leitung 110 enthält ein Gas, beispielsweise trockene Luft, zum Wegblasen des Pulvers, das durch die Auslaßleitung 113 fällt, in die Leitung 110. Die Leitung 110 ist mit einem Handventil 111, Magnetventilen 112 und 11Ί und mit einer Vakuumquelle (Vakuumpumpe) 116 ausgestattet. Das Magnetventil 112 wird durch den Druckschalter 107 betätigt und das Magnetventil 114 wird durch einen Übertragungsschalter (nicht gezeigt) betätigt. Die Tasse 102 besitzt ein poröses Teil 115, das mit der Auslaßleitung 113 verbunden ist. Die Leitung 108 wird aus einer Leitung 109 mit einem Stickstoffspülgas beliefert, das ständig in dem Behälter 52 in sehr kleiner Menge eingeführt wird, um den unter Atmosphärendruck liegenden Druck im Behälter 52 und der zugeordneten Vorrichtung nicht zu stören.

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Während der Entfernung des Pulvers sind die Ventile 114, 111 und 112 geöffnet, um ein Fließen der trockenen Luft in Richtung des Pfeils in der Leitung 110 zu gestatten. Die Ventile 104 und 105 in der Leitung 103 sind geöffnet und sie gestatten, daß der trockene Stickstoff von der Leitung 103 in die Tasse 102 und durch das poröse Teil 115 strömen kann, um das teilchenförmlge Material innerhalb des porösen Teils 115 in der Tasse 102 fließfähig zu machen. Nachdem das teilchenförmige Material fließfähig gemacht ist, fällt es aus der Tasse 102 in die Auslaßleitung 113 und die Leitung 110.

Wenn sich der Druck der Tasse 102 und der Leitung 110 Über einen' vorgewählten Wert hinaus steigert, dann schließt der Schalter das Ventil 105, unterbricht damit den Strom des Oases durch die Leitung 103, und bewirkt hierdurch eine Verringerung des Drucks in der Tasse 102 und der Leitung 110. Wenn sich der Druck in der Tasse 102 und der Leitung 110 unter einen vorgegebenen Wert ver ringert, dann öffnet der Schalter 106 das Ventil 105 und das Gas strömt erneut durch die Leitung 103. Dieser Zyklus wird in der nötigen Weise während der Entfernung des teilchenförmigen Materials von der Tasse 102 wiederholt.

Der Schalter 107 und das Ventil 112 dienen als Sicherheitseinrichtung. Wenn sich der Druck in der Tasse 102 und der Leitung über eine vorgewählte maximale Druckgrenze steigert, dann schließt der Schalter 107 das Ventil 112, um den Strom der Luft in der Leitung 110 zu unterbrechen. Der Schalter 106 hat zuvor bereits das Ventil 105 geschlossen, wie dies im vorhergehenden Abschnitt erläutert ist, so daß kein Gas in das System strömt und kein weiterer Druckanstieg erfolgt.

Die Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern wie zuvor bezeichnet sind. Hier sind die Ventile 80

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bzw. 8l in den Leitungen 36 bzw. 37 an einer Seite der Filterelnrlchtung 46 bzw. 47 vorgesehen und die Ventile 64 bzw. 65 sind in den Leitungeteilen 44 bzw. 45 auf der anderen Seite der Filtereinrichtungen 46 bzw. 47 vorgesehen. Hierdurch wird eine Arbeltsweise entweder nach dem Verfahren gemäß Figur 1 oder nach den Verfahren gemäß Figur 2 ermöglicht.

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Claims

- 23 Ansprüche

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Abtrennung und Sammlung eines teilchenförmigen in einem Gasstrom mitgeführten Materials, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt:

a) einen mit einer Quelle (11) des das Material mitführenden Gasstroms verbundenen Strömungskanal (32),

b) eine erste Leitung (36), die mit dem Strömungskanal· (32) zur Aufnahme des das Material mitführenden Gasstroms verbunden ist,

c) eine in der ersten Leitung (36) angeordnete Ventileinrichtung (64) welche zur Hemmung des Stroms durch die erste Leitung geeignet ist,

d) eine in der ersten Leitung zum zeitweiligen Zurückhalten des teilchenförmigen Materials angeordnete Piltereinrichtung (46), die noch ein Abziehen des Gasstroms durch die Filtereinrichtung zum Durchgang desseiben aus der Vorrichtung heraus gestattet,

e) eine erste Behältereinrichtung (52), welche mit der ersten Leitung (36) zum Sammeln des von der Piltereinrichtung (46) herabfallenden Materials angeschlossen ist,

f) eine zweite Leitung (37)».welche mit dem Strömungskanal (32) zur Aufnahme des das Material führenden .Gasstroms verbunden .ist,

g) eine in der zweiten Leitung (37). angeordnete Ventileinrichtung (65) zur Behinderung des Stroms durch die zweite Leitung,

h) eine in der zweiten Leitung (37) zur zeitweiligen Zurückhaltung des festen teilchenförmigen Materials angeordnete Filtereinrichtung (Ί7), wobei der Gasstrom durch die Piltereinrichtung zum Durchgang aus der Vorrichtung heraus abzieh bar ist, und

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- 2k t

e) eine zweite Behältereinrichtung (53), die mit der zweiten Leitung (37) zum Sammeln des an der Filtereinrichtung (*i7) in der zweiten Leitung herabfallenden Materials verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ₉ daß das teilchenförmige Material Uranoxyd, Urandioxyd, U₃Og oder hönere Oxyde des Urans umfaßt.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Gasstrom ein Gemisch ist, das Fluorwasserstoff, Wasserdampf, Stickstoff und Sauerstoff umfaßt und die Vorrichtung aus einem Material hergestellt ist, das mit dem Gasstrom nicht reagiert.

k. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Ventileinrichtung (64, 65) in der jeweiligen Leitung (36, 37) In de⁶/ NäheTcffir Leitung mit dem Strömungskanal (32) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (61, 65) in den Leitungen (36, 37) in der Nähe der Verbindungsstelle der Leitungen mit der Behältereinrichtung (52, 53) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Leitung (36, 37) Ventileinrichtungen in der Leitung in der Nähe der Verbindungsstelle der Leitung mit dem Strömungskanal (32) und Ventileinrichtungen in der Leitung in der Nähe der Verbindungsstelle der Leitung mit der Behältereinrichtung (52, 53) enthält.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Ventileinrichtungen Ventile mit hohlen Kugeln oder staubdichte sphärische Ventile sind.

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8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Behältereinrichtungen (52, 53) elnenQuerschnitt besitzen, welcher die Ansammlung einer kritischen Masse eines Kernbrennmaterials vermeidet.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß sie weiterhin eine Einrichtung (62, 63) zum Preiblasen der Filtereinrichtungen (46, 47) von festen teilchenförmigen Reaktionsprodukten besitzt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß sie weiterhin eine pneumatische Einrichtung zur Entfernung des in den Behältereinrichtungen (52, 53) gesammelten teilchenförmigen Materials besitzt.

11. Kontinuierliches Verfahren zur Abtrennung und zum Sammeln eines teilchenförmigen Materials, das in einem Gasstrom mitgeführt ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) der Gasstrom wird in zwei Leitungszonen zur Trennung des teilchenförmigen Materials von dem Gasstrom zum Sammeln des teilchenförmigen Materials in eine getrennte Behälterzone geleitet, wobei diese mit jeder der Leitungszonen verbunden ist, der Durchlaß von den Leitungszonen zu den angeschlossenen Behälterzonen wird verschlossen und

b) das gesammelte teilchenförmige Material wird aus den Behälterzonen entfernt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Schließen der Leitungszonen gleichzeitig durchgeführt wird.

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13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß:

a) der Gasstrom abwechselnd in eine erste Leitungszone gerichtet wird, welche mit einer Behälterzone verbunden 1st, und dann in eine zweite Leitungszone, welche mit einer zweiten Behälterzone verbunden ist, wobei das Material in diesen Zonen aus dem Gasstrom abgetrennt und in der Behälterzone gesammelt wird, die mit der auffiehmenden Leitungszone verbunden ist,

b) das Material aus der Behälterzone entfernt wird, die mit einer zu diesem Zeitpunkt keinen Gasstrom aufnehmenden Leitungszone verbunden ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der Verfahrensschritt der Entfernung des Materials dann ausgeführt wird, wenn die Behälterzone praktisch mit dem Material gefüllt ist*

15· Verfahren nach Anspruch 11 oder 14, dadurch gekennzeichnet , daß das teilchenförmige Material Uranoxyd oder ürandioxyd umfaßt.

1β. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom in die Leitungszonen durch Verwendung einer Einrichtung zur Anlegung eines Vakuums hineingezogen wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch ■ gekennzeichnet , daß das teilchenförmige Material aus dem Gasstrom durch Verwendung eines Filterschrittes abgetrennt wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, . daß die Verwendung des Filterschrittes einen Verfahrensschritt einer periodischen Rückspülung mit Gas beinhaltet.

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19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Stickstoff ist.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet , daß das teilchenförmige
Material aus der Behälterzone von Hand entfernt wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet , daß der Gasstrom ein Gemisch 1st, das Fluorwasserstoff, Wasserdampf, Stickstoff und
Sauerstoff umfaßt.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Material auf pneumatische Weise aus den Behälterzonen entfernt wird.

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