KR200177373Y1 - Bubbling system of reactive gas in molten salt - Google Patents
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Abstract
본 고안은 용융염계 반응가스 버블링장치에 관한 것으로, 그 목적은 용융염 유입 및 고화되어 반응가스 공급관이 막히는 현상을 방지하고, 용융염계의 고체상과 반응가스의 접촉효율을 증가시켜 반응가스 과잉량 감소와 반응 전화율을 높히며, 용융염의 액위를 일정하게 유지하여 용융염계에 반응가스 버블링 속도를 일정하게 유지할 수 있는 용융염계 반응가스 버블링장치를 제공하는 것이다.The present invention relates to a molten salt-based reaction gas bubbling device, the purpose of which is to prevent the reaction gas supply pipe clogged by the molten salt inlet and solidification, and to increase the contact efficiency of the solid phase and the reaction gas of the molten salt-based reaction gas excess amount It is to provide a molten salt-based reaction gas bubbling apparatus that can reduce and increase the reaction conversion rate, and keep the molten salt level constant so that the reaction gas bubbling rate in the molten salt system is constant.
용융염계 반응가스 버블링 장치에 있어서; 상기 버블링 장치는 상부를 공급외부관내에 내부관이 삽입 설치된 2중관으로 구성하고, 하부를 공급외부관내에 4∼6개의 반응가스 통로가 형성된 알루미나 봉을 삽입·설치하여 구성하며, 상기 내부관과 알루미나 봉 사이에는 일정직경을 구비하는 알루미나 볼을 삽입하여, 반응기의 압력과 반응가스 공급관의 차압변화에 따라 알루미나 볼이 상/하 이동되어 용융염 설정높이 이상의 유입을 방지함과 동시에, 반응가스를 용융염계로 버블링 할 수 있는 용융염계 반응가스 버블링장치를 제공함에 있다.In the molten salt-based reaction gas bubbling device; The bubbling device consists of a double tube having an upper portion inserted into an inner tube into a supply outer tube, and a lower portion is formed by inserting and installing an alumina rod having four to six reactive gas passages therein. Alumina balls having a constant diameter are inserted between the alumina rods and the alumina rods, and the alumina balls are moved up and down according to the pressure of the reactor and the differential pressure of the reaction gas supply pipe to prevent inflow above the set height of the molten salt and at the same time, the reaction gas It is to provide a molten salt-based reaction gas bubbling apparatus capable of bubbling to the molten salt system.
Description
본 고안은 용융염계 반응가스 버블링장치에 관한 것으로, 반응기의 압력과 반응가스 공급관의 차압변화에 따라 위치가 변화되는 용융염 유입방지 볼을 설치하여 용융염 설정 높이 이상의 유입을 방지하고, 반응가스를 용융염계로 버블링할 수 있는 용융염계 반응가스 버블링장치에 관한 것이다.The present invention relates to a molten salt-based reaction gas bubbling device, by installing a molten salt inlet prevention ball which is changed in position according to the pressure of the reactor and the differential pressure of the reaction gas supply pipe to prevent the inflow above the molten salt set height, the reaction gas It relates to a molten salt-based reaction gas bubbling apparatus capable of bubbling to a molten salt system.
일반적으로 반응 매질로 용융염을 이용하는 공정은 고온의 조건에서 용융염의 화학적 안전성, 반응 생성물질에 대한 용해와 반응매질 특성(고체-기체반응 혹은 고체-고체반응), 무산소 혹은 무수분의 반응 분위기 제어가 비교적 용이하기 때문에 고가원소의 회수, 정제공정, 무수분 혹은 무산소의 반응 분위기가 요구되는 공정에 널리 사용되고 있다. 특히 용융염계에서 고체-기체 반응을 이용하는 공정은 용융염계에 대한 용해특성이 있는 화학물질 생성이외에 부수적으로 반응폐가스가 발생된다. 상기 반응폐가스는 반응폐가스에 대해 흡수성이 있는 용액으로 포집한다.In general, a process using molten salt as a reaction medium is characterized by chemical safety of molten salt at high temperature conditions, dissolution of reaction products and reaction medium characteristics (solid-gas reaction or solid-solid reaction), and control of anoxic or anhydrous reaction atmosphere. It is relatively easy to use, so it is widely used in the process of recovering a high value element, purifying process, and a process requiring a reaction atmosphere of anhydrous or oxygen free. Particularly, the process using the solid-gas reaction in the molten salt system in addition to the generation of chemical substances that have a dissolution characteristics for the molten salt system in addition to the reaction waste gas is generated incidentally. The reaction waste gas is collected into a solution that is absorbable to the reaction waste gas.
반응폐가스는 반응폐가스를 흡수용액중에 버블링(bubbling) 시켜 포집하기때문에 반응기내의 압력이 상승되는 원인이 되기도 하며, 그외 반응기내 압력상승은 용융염계에 존재하는 증기압이 낮은 화합물이 반응폐가스 배출관에 응축으로 인해 발생하기도 한다. 반응기 압력상승은 용융염이 반응가스 공급관으로 유입되는 주요 원인이 된다. 상기와 같은 반응기는 반응폐가스 배출에 따라 압력의 변화가 발생하고, 용융염계에 잠겨있는 반응가스 공급관의 용융염 액위가 계속적으로 변화한다. 특히 반응가스 공급유량이 적은 경우 상기와 같은 현상이 빈번하게 발생되며, 일정한 유량조건으로의 반응가스 공급이 어렵고, 결과적으로 반응률을 저하시키는 원인이 된다. 용융염의 융점보다 낮은 온도를 유지하고 있는 부위 이상으로 용융염이 유입되는 경우, 용융염은 반응가스 공급관내에서 고화되고, 막히는 현상이 발생되는 등 여러 가지 문제점이 있었다.The reaction waste gas may be caused by bubbling the reaction waste gas into the absorbing solution and causing a rise in the pressure in the reactor.In addition, the increase in pressure in the reactor condenses the low vapor pressure compound present in the molten salt system into the reaction waste gas discharge pipe. It is also caused by. Increasing the reactor pressure is the main cause for the molten salt to enter the reaction gas feed pipe. In the reactor as described above, a pressure change occurs according to the discharge of the reaction waste gas, and the molten salt level of the reaction gas supply pipe immersed in the molten salt system continuously changes. In particular, when the reaction gas supply flow rate is small, the above phenomenon occurs frequently, and it is difficult to supply the reaction gas under a constant flow rate condition, and as a result, the reaction rate is lowered. When the molten salt is introduced into a portion that maintains a temperature lower than the melting point of the molten salt, the molten salt is solidified in the reaction gas supply pipe, there are various problems such as clogging occurs.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 용융염 유입 및 고화되어 반응가스 공급관이 막히는 현상을 방지하고, 용융염계의 고체상과 반응가스의 접촉효율을 증가시켜 반응가스 과잉량 감소와 반응 전화율을 높히며, 용융염의 액위를 일정하게 유지하여 용융염계에 반응가스 버블링 속도를 일정하게 유지할 수 있는 용융염계 반응가스 버블링장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made in consideration of the above problems, and its purpose is to prevent the reaction gas supply pipe from clogging due to the inflow and solidification of the molten salt and to reduce the excess amount of the reaction gas by increasing the contact efficiency of the solid phase of the molten salt system and the reaction gas. It is to provide a molten salt-based reaction gas bubbling device to increase the reaction conversion rate and to maintain a constant level of the molten salt to maintain a constant reaction gas bubbling rate in the molten salt system.
용융염계 반응가스 버블링 장치에 있어서; 상기 버블링 장치는 상부를 공급외부관내에 내부관이 삽입설치된 2중관으로 구성하고, 하부를 공급외부관내에 4∼6개의 반응가스 통로가 형성된 알루미나 봉을 삽입·설치하여 구성하며, 상기 내부관과 알루미나 봉 사이에 위치하도록 공급외부관의 중간부에 일정직경을 구비하는 알루미나 볼을 삽입하여, 반응기의 압력과 반응가스 공급관의 차압변화에 따라 알루미나 볼의 상/하 이동되어 용융염 설정높이 이상의 유입을 방지함과 동시에, 반응가스를 용융염계로 버블링 할 수 있는 용융염계 반응가스 버블링장치를 제공함에 있다.In the molten salt-based reaction gas bubbling device; The bubbling device comprises a double tube having an upper portion inserted into an inner tube into a supply outer tube, and a lower portion inserted into and installed with an alumina rod having 4 to 6 reactive gas passages therein. Insert the alumina ball having a certain diameter into the middle of the supply outer tube so as to be located between the alumina rod and the alumina rod. The alumina ball is moved up and down according to the pressure of the reactor and the differential pressure of the reaction gas supply pipe, The present invention provides a molten salt-based reaction gas bubbling device capable of preventing inflow and bubbling the reaction gas into the molten salt system.
도 1 은 본 고안에 따른 용융염계 반응가스 버블링장치의 개략도1 is a schematic view of a molten salt-based reaction gas bubbling device according to the present invention
도 2 는 반응기 압력이 반응가스 압력보다 클 경우의 용융염계 반응가스 버블링장치의 용융염 유입방지 개략도Figure 2 is a schematic diagram of the molten salt inlet prevention of molten salt-based reaction gas bubbling device when the reactor pressure is greater than the reaction gas pressure
도 3 은 반응가스 압력이 반응기 압력보다 클 경우의 용융염계 반응가스 버블링 장치의 반응가스 버블링 개략도Figure 3 is a schematic diagram of the reaction gas bubbling of the molten salt-based reaction gas bubbling device when the reaction gas pressure is greater than the reactor pressure
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
(1) : 반응가스 공급외관 (2) : 반응가스 공급내관(1): Reaction gas supply appearance (2): Reaction gas supply appearance
(3) : 용융염 유입방지 볼 (4) : 고순도 알루미나 봉(3): molten salt inflow prevention ball (4): high purity alumina rod
(5) : 유니온 (6) : 세라믹 접착부(5): Union (6): ceramic adhesive
(7) : 용융염계 반응가스 버블링장치(7): molten salt-based reaction gas bubbling device
(8) : 울트라-토어(Ultra-torr) 어댑터(Adaptor)(8): Ultra-torr adapter (adaptor)
(9) : 반응기 (10) : 전기 가열로(9): reactor 10: electric heating furnace
(11) : 용융염 (12) : 반응폐가스 배출관(11): molten salt (12): reaction waste gas discharge pipe
(13) : 볼밸브 (14) : 마그네틱 드라이브 및 임펠러(13): ball valve (14): magnetic drive and impeller
(15) : 반응가스 통로(15): reaction gas passage
도 1 은 본 고안에 따른 용융염계 반응가스 버블링장치의 개략도를, 도 2 는 본 고안에 따른 용융염계 반응가스 버블링장치의 용융염 유입방지 개략도를, 도 3 은 본 고안에 따른 용융염계 반응가스 버블링 장치의 반응가스 버블링 개략도를 도시한 것으로, 용융염계 반응가스 버블링 장치(7)에 있어서, 상기 버블링 장치(7)의 상부를 공급외부관(1)내에 내부관(2)이 삽입설치된 2중관으로 구성하고, 하부를 공급외부관(1)내에 4∼6개의 반응가스 통로(15)가 형성된 알루미나 봉(4)을 삽입·설치하여 구성하며, 상기 내부관(2)과 알루미나 봉(4) 사이에는 일정직경을 구비하는 알루미나 볼(3)이 삽입되어 있다.1 is a schematic diagram of a molten salt-based reaction gas bubbling apparatus according to the present invention, Figure 2 is a schematic view of preventing molten salt inflow of the molten salt-based reaction gas bubbling apparatus according to the present invention, Figure 3 is a molten salt-based reaction according to the present invention A schematic diagram of the reaction gas bubbling of the gas bubbling device is shown. In the molten salt-based reaction gas bubbling device 7, the upper portion of the bubbling device 7 is supplied to the inner tube 2 in the supply outer tube 1. It consists of the inserted double pipe, and the lower part is formed by inserting and installing the alumina rod 4 in which 4-6 reaction gas passages 15 were formed in the supply outer pipe 1, and the said inner pipe 2 and An alumina ball 3 having a constant diameter is inserted between the alumina rods 4.
상기 2중관은 공급외부관(1)내에 공급내부관(2)이 삽입되는 구성으로 되어 있으며, 상기 공급내부관(2)의 외경은 공급외부관(1)의 내경과 동일한 직경을 구비하고, 세라믹 접착제 등의 접착수단을 이용하여 일체형으로 접착시킨다.The double pipe has a configuration in which the supply inner tube (2) is inserted into the supply outer tube (1), the outer diameter of the supply inner tube (2) has the same diameter as the inner diameter of the supply outer tube (1), It is made to be integrally bonded using an adhesive means such as a ceramic adhesive.
이때, 상기 외부관(1)은 용융염계에 충분히 잠길 수 있는 길이를 구비하고, 내부관(2)은 반응기(9)의 용융염(11) 액위 및 반응가스 공급관내의 액위 설정높이에 따라 길이가 결정된다. 또한, 상기 2중관 즉, 공급외부관(1)과 공급내부관(2)은 용융염(11)의 부식성을 방지할 수 있는 알루미나 재질 등을 사용한다.At this time, the outer tube (1) has a length that can be sufficiently immersed in the molten salt system, the inner tube (2) length depending on the level of the molten salt 11 of the reactor 9 and the level of the liquid level in the reaction gas supply pipe Is determined. In addition, the double pipe, that is, the supply outer pipe 1 and the supply inner pipe 2 is made of an alumina material or the like that can prevent the corrosion of the molten salt (11).
상기 알루미나 봉(4)은 공급외부관(1)의 하부에 삽입설치되는 것으로, 알루미나 봉(4)의 외경은 공급외부관(1)의 내경과 동일한 직경을 구비하고, 내부에 다수개의 반응가스 통로(15)가 형성되어 있으며, 세라믹 접착제 등의 접착수단에 의해 공급외부관(1)에 일체형으로 접착된다. 이때, 상기 알루미나 봉(4)의 길이는 반응기 용융염(11) 액위의 높이를 고려하여 결정한다.The alumina rod (4) is inserted into the lower portion of the supply outer tube (1), the outer diameter of the alumina rod (4) has the same diameter as the inner diameter of the supply outer tube (1), a plurality of reaction gases therein The passage 15 is formed, and is integrally bonded to the supply outer tube 1 by an adhesive means such as a ceramic adhesive agent. At this time, the length of the alumina rod 4 is determined in consideration of the height of the reactor molten salt (11) level.
즉, 반응가스 공급외부관(1)에 유입되는 용융염(11) 액위의 높이는 내부관(2)의 길이에 의해 조절이 가능하다.That is, the height of the liquid level of the molten salt 11 introduced into the reaction gas supply outer tube 1 can be adjusted by the length of the inner tube 2.
또한, 용융염계 반응가스 버블 크기는 고체상과의 접촉효율 즉, 반응가스의 과잉량과 반응 전화률에 큰 영향을 미치므로, 알루미나 봉(4)에 형성된 다수개의 반응가스 통로(15)는 용융염계에 버블링 되는 반응가스의 버블 크기를 작게하기 위해 반응가스 외부공급관(1) 내경의 1/5∼1/10 크기의 직경을 구비하고, 4∼6 개 정도를 형성한다.In addition, since the size of the molten salt-based reaction gas bubble greatly affects the contact efficiency with the solid phase, that is, the excess amount of the reaction gas and the reaction conversion rate, the plurality of reaction gas passages 15 formed in the alumina rod 4 are molten salt-based. In order to reduce the bubble size of the reaction gas bubbled into the reaction gas, a diameter of 1/5 to 1/10 of the inner diameter of the reaction gas external supply pipe 1 is provided, and about 4 to 6 are formed.
상기 알루미나 볼(3)은 공급내부관(2)과 알루미나 봉(4) 사이에 위치하도록 공급외부관(1)내에 설치되는 것으로, 공급내부관(2)과 알루미나 봉(4)에 형성된 다수개의 반응가스 통로(15)를 통해 외부로 이탈되지 않도록 일정직경을 구비하고 형성되어 있으며, 반응기(9)내 용융염의 압력과 반응가스 공급관을 통해 유입되는 반응가스 압력의 차압변화에 따라 자동적으로 상/하 이동된다.The alumina balls 3 are installed in the supply outer tube 1 so as to be located between the supply inner tube 2 and the alumina rod 4, and the plurality of alumina balls 3 formed in the supply inner tube 2 and the alumina rod 4 It is formed and has a constant diameter so as not to be separated to the outside through the reaction gas passage 15, and automatically changes the phase / pressure according to the pressure of the molten salt in the reactor 9 and the pressure difference of the reaction gas flowing through the reaction gas supply pipe. Ha is moved.
상기와 같이 구성된 본 고안은 반응기내의 압력(P1)이 상승할 경우, 반응기 용융염 액위면 부근의 반응가스 공급관에 설치된 용융염 유입방지 알루미나 볼이 공급외부관내에서 위로 상승하여 도 2 에 도시된 바와 같이 반응가스 공급관의 내부관을 차단한다. 이와 같은 과정을 통해 반응가스 공급관은 일정높이 이상의 용융염 유입을 방지하고 용융염의 고화로 인한 막힘현상을 방지할 수 있다.According to the present invention configured as described above, when the pressure P1 in the reactor is increased, the molten salt inflow preventing alumina ball installed in the reaction gas supply pipe near the reactor molten salt liquid level rises upward in the supply outer tube, as shown in FIG. 2. As shown, the inner tube of the reaction gas supply pipe is blocked. Through this process, the reaction gas supply pipe can prevent inflow of molten salt above a certain height and prevent clogging due to solidification of the molten salt.
또한, 반응가스 공급관의 압력(P2)이 반응기내의 압력(P1) 보다 높을 경우, 반응가스의 압력으로 인해 용융염 유입방지 볼이 하부 즉, 알루미나 봉 방향으로 이동되어 도 3 에 도시된 바와 같이 반응가스가 용융염계에 버블링된다. 반응기의 압력변화에 따라 상기와 같은 과정은 자동적으로 반복작동된다.In addition, when the pressure (P2) of the reaction gas supply pipe is higher than the pressure (P1) in the reactor, the molten salt inlet prevention ball is moved in the lower direction, that is, the alumina rod direction due to the pressure of the reaction gas to react as shown in FIG. Gas is bubbled into the molten salt system. According to the pressure change of the reactor, the above process is automatically repeated.
또한, 본 고안은 용융염계에 반응가스를 버블링시키는 공정이외에 수용액을 이용하는 공정에도 적용가능하며, 수용액을 이용하는 공정에 본 고안을 적용할 시, 반응가스를 수용액계에 일정한 속도로 버블링시키고, 버블크기를 작게하여 수용액과 반응가스와의 접촉효율을 향상 시킬 수 있다.In addition, the present invention is applicable to a process using an aqueous solution in addition to the process of bubbling the reaction gas in the molten salt system, when the present invention is applied to a process using an aqueous solution, the reaction gas is bubbled into the aqueous solution at a constant rate, By reducing the bubble size, the contact efficiency between the aqueous solution and the reaction gas can be improved.
이와 같이 본 고안은 반응가스 버블링장치의 공급외부관내에 내부관과 알루미나 볼 및 알루미나 봉을 순차적으로 삽입설치하여 알루미나 볼의 위치변화에 따라 용융염 설정 높이 이상의 유입을 방지함과 동시에, 반응가스를 용융염계로 버블링 할 수 있다.As such, the present invention inserts and installs the inner tube, the alumina ball, and the alumina rod sequentially in the supply outer tube of the reaction gas bubbling device to prevent the inflow of the molten salt above the set height according to the change of the position of the alumina ball, and the reaction gas. Can be bubbled into the molten salt system.
또한, 용융염의 액위를 항상 일정하게 유지할 수 있어 용융염계에 버블링되는 속도를 거의 일정하게 유지할 수 있는 등 많은 효과가 있다.In addition, since the liquid level of the molten salt can be kept constant at all times, the rate of bubbling in the molten salt system can be maintained almost constant, and so on.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR2019990023252U KR200177373Y1 (en) | 1999-10-27 | 1999-10-27 | Bubbling system of reactive gas in molten salt |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101365387B1 (en) | 2012-08-02 | 2014-02-20 | 한국수력원자력 주식회사 | Apparatus and method for detecting molten salt level of reactor used in pyroprocessing |
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1999
- 1999-10-27 KR KR2019990023252U patent/KR200177373Y1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101365387B1 (en) | 2012-08-02 | 2014-02-20 | 한국수력원자력 주식회사 | Apparatus and method for detecting molten salt level of reactor used in pyroprocessing |
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