RU2071805C1 - Method and apparatus for condensation of chlorine from exhaust gases - Google Patents

Method and apparatus for condensation of chlorine from exhaust gases Download PDF

Info

Publication number
RU2071805C1
RU2071805C1 SU5064698A RU2071805C1 RU 2071805 C1 RU2071805 C1 RU 2071805C1 SU 5064698 A SU5064698 A SU 5064698A RU 2071805 C1 RU2071805 C1 RU 2071805C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chlorine
liquid
refrigerant
air
condenser
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Р.К. Газизов
Л.Г. Бабиков
А.Ф. Сироткин
О.В. Скиба
Original Assignee
Научно-исследовательский институт атомных реакторов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский институт атомных реакторов filed Critical Научно-исследовательский институт атомных реакторов
Priority to SU5064698 priority Critical patent/RU2071805C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2071805C1 publication Critical patent/RU2071805C1/en

Links

Landscapes

  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

FIELD: purification of gases in pyrometallurgy and chemical engineering. SUBSTANCE: to remove chlorine from exhaust gas for its subsequent recycling, chlorine is deposited when successively passing exhaust gas, first at -34 to -100 C and then at -162 to - 196 C, through two coaxial condensers with separating heat- isolation wall, the two being disposed in the same housing. Temperature of countercurrently moving nitrogen-air mixture is controlled by blowing in air: first into dosing ejector-type evaporator whereto simultaneously liquid nitrogen is entered and completely evaporated (solid-phase chlorine deposition), then into nitrogen-air mixture (liquid-phase chlorine deposition). Worked out cooling agent is taken to controlled distribution in two heat exchangers into which air is countercurrently blown in. Cold released from evaporating chlorine is also utilized. EFFECT: enlarged resource of chlorine, and improved environmental condition.

Description

Изобретение относится к пирометаллургии и химической технологии, к различным производствам, связанным с улавливанием газообразного хлора из газов и с очисткой отходящих газов. Изобретение также может быть использовано для тонкой очистки отходящих газов при одновременном осаждении хлора в процесс в технологиях получения и регенерации ядерного топлива с использованием систем жидких солевых расплавов хлоридов металлов. The invention relates to pyrometallurgy and chemical technology, to various industries associated with the capture of gaseous chlorine from gases and with the purification of exhaust gases. The invention can also be used for fine purification of exhaust gases while simultaneously precipitating chlorine into the process in technologies for the production and regeneration of nuclear fuel using systems of liquid salt melts of metal chlorides.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ очистки отходящих хлорсодержащих газов от радиоактивных аэрозольных частиц актиноидов, при реализации которого осуществляют низкотемпературную конденсацию хлора из отходящих газов. Способ заключается в том, что отходящие хлорсодержащие газы, включающие радиоактивные аэрозольные частицы, образующиеся при продувке технологическими газами солевых расплавов, очищают и осушают при температуре минус 30oС, после чего осаждают хлор путем охлаждения до температуры ниже минус 34oС циркулирующим хладагентом. При этом охлаждают газы в первом конденсаторе до температуры минус 34 минус 100oС, а затем во втором конденсаторе до температуры минус 162 минус 196oС. В первом конденсаторе осаждают в виде жидкости основное количество хлора из отходящих газов содержание хлора в газах понижают до приблизительно 2% в объемных долях, а радиоактивное загрязнение газа уменьшают более чем в 25 раз. Во втором конденсаторе (твердофазного осаждения) хлор конденсируют в твердом виде, при этом осажденные радионуклиды оказываются в матрице твердых структур хлора (радиоактивное загрязнение газа уменьшается в приблизительно 109 раз). Эта операция обеспечивает удаление хлора из отходящих газов до содержания их в количестве, соответствующем предельно допустимым концентрациям верхняя граница температурного интервала минус 162oС соответствует температуре, при которой равновесное содержание паров хлора в отходящих газах при нормальном давлении равно 1 мг/м3, т.е. равно предельно допустимой концентрации.The closest technical solution to the invention is a method of purification of waste chlorine-containing gases from radioactive aerosol particles of actinides, the implementation of which carry out low-temperature condensation of chlorine from the exhaust gases. The method consists in the fact that the waste chlorine-containing gases, including radioactive aerosol particles generated by the process gas blowing of molten salts, are cleaned and dried at a temperature of minus 30 o С, after which chlorine is precipitated by cooling to a temperature below minus 34 o С with circulating refrigerant. In this case, the gases are cooled in the first condenser to a temperature of minus 34 minus 100 o C, and then in the second condenser to a temperature of minus 162 minus 196 o C. In the first condenser, the main amount of chlorine from the exhaust gases is deposited in the form of a liquid, the chlorine content in the gases is reduced to approximately 2% in volume fractions, and radioactive gas pollution is reduced by more than 25 times. In the second condenser (solid-state deposition), chlorine is condensed in solid form, while the deposited radionuclides are in the matrix of solid chlorine structures (radioactive contamination of the gas is reduced by approximately 10 9 times). This operation ensures the removal of chlorine from the exhaust gases to their content in an amount corresponding to the maximum allowable concentrations; the upper limit of the temperature range of minus 162 o С corresponds to the temperature at which the equilibrium content of chlorine vapor in the exhaust gases at normal pressure is 1 mg / m 3 , t. e. equal to the maximum permissible concentration.

Твердофазное осаждение во втором конденсаторе проводят с помощью жидкого азота, непрерывно подаваемого во внутреннюю полость теплообменной поверхности. Холодные пары жидкого азота, выходящие из второго конденсатора подогревают в электрокалорифере до минус 100oС и подают в конденсатор жидкофазного осаждения (1-й конденсатор). Для обеспечения первого конденсатора достаточным количеством паров жидкого азота их испаряют воздушным испарителем из второго конденсатора. Пары азота, выходящие из процесса жидкофазного осаждения хлора, подогревают в электрокалорифере подают в осушитель отходящих газов. Таким образом, пары жидкого азота движутся в противотоке по отношению к движению отходящих газов. Газообразный азот отработавший хладагент сбрасывают в атмосферу.Solid-phase deposition in the second capacitor is carried out using liquid nitrogen, continuously supplied to the internal cavity of the heat exchange surface. Cold vapors of liquid nitrogen leaving the second condenser are heated in an electroheater to minus 100 o C and served in a liquid-phase deposition condenser (1st condenser). To provide the first condenser with a sufficient amount of liquid nitrogen vapor, they are evaporated by an air evaporator from the second condenser. Nitrogen vapors leaving the process of liquid-phase deposition of chlorine are heated in an electric air heater and fed to an exhaust gas dryer. Thus, the vapor of liquid nitrogen moves in countercurrent with respect to the movement of exhaust gases. Nitrogen gas discharges the spent refrigerant into the atmosphere.

После окончания процесса осаждения хлора конденсатор твердофазного осаждения размораживают, переводят в нем хлор в жидкое состояние и по трубопроводу передавливают в сборник жидкого хлора конденсатора жидкофазного осаждения, а из сборника жидкий хлор передавливают в баллоны. After the chlorine deposition process is completed, the solid-state deposition condenser is thawed, chlorine is turned into a liquid state in it, and the liquid-phase deposition condenser is transferred to the liquid chlorine collector through the pipeline, and liquid chlorine is transferred to the cylinders from the collector.

Данный способ очистки хлорсодержащих газов от радиоактивных аэрозольных частиц актиноидов реализуют в устройстве, которое содержит устройство для конденсации хлора из отходящих газов. Оно включает конденсатор жидкофазного осаждения хлора со сборником жидкого хлора и с патрубками входа и выхода отходящих газов и хладагента, конденсатор твердофазного осаждения хлора, соединенный последовательно с первым конденсатором и содержащий патрубки входа и выхода отходящих газов и хладагента. Конденсатор твердофазного осаждения (второй конденсатор) снабжен воздушным испарителем типа труба в трубе, один конец наружной трубы которого заглушен и этим концом испаритель вставлен во внутреннюю полость теплообменной поверхности, куда заливают жидкий азот (во внутреннюю трубу испарителя подают воздух с отрегулированным расходом воздух служит теплоносителем для испарения жидкого азота и после операции испарения выводится на сброс). Устройство содержит два электрокалорифера: 1-й для подогрева паров жидкого азота после их выхода из конденсатора твердофазного осаждения, 2-й -- для подогрева паров жидкого азота после их выхода из конденсатора жидкофазного осаждения перед подачей в осушитель отходящих газов. This method of purification of chlorine-containing gases from radioactive aerosol particles of actinides is implemented in a device that contains a device for condensation of chlorine from exhaust gases. It includes a liquid-phase chlorine deposition condenser with a liquid chlorine collector and with exhaust gas and refrigerant inlet and outlet nozzles, a solid-phase chlorine deposition condenser connected in series with the first condenser and containing exhaust gas and refrigerant inlet and outlet nozzles. The solid-state deposition condenser (the second condenser) is equipped with an air evaporator of the tube-in-tube type, one end of the outer tube of which is plugged and this end is inserted into the internal cavity of the heat exchange surface where liquid nitrogen is poured (air is supplied to the inner tube of the evaporator with a regulated flow rate, it serves as a heat carrier for evaporation of liquid nitrogen and after the operation of evaporation is discharged). The device contains two electroheaters: the first one for heating the liquid nitrogen vapor after they exit the solid-state deposition condenser, the second one for heating the liquid nitrogen vapor after they exit the liquid-phase deposition condenser before supplying the exhaust gas to the desiccant.

Недостатками указанных способа и устройства является низкая экономичность: неэкономное расходование холода, невозможность изменения и регулирования температуры в процессе твердофазного осаждения, что приводит к потере холода. Неудобство и определенные затраты предполагает операция периодического передавливания из конденсатора твердофазного осаждения накопившегося хлора. Низкая экономичность обусловлена также необходимостью расходования электроэнергии на подогрев паров жидкого азота и изменений тратой сжатого воздуха на испарение жидкого азота. The disadvantages of the above method and device is low profitability: uneconomical consumption of cold, the inability to change and control the temperature during solid-phase deposition, which leads to loss of cold. The inconvenience and certain costs involves the operation of periodically pressing solid-phase deposition of accumulated chlorine from the condenser. Low efficiency is also due to the need for energy consumption for heating liquid nitrogen vapors and changes in the consumption of compressed air for the evaporation of liquid nitrogen.

Потери холода происходят: при испарении жидкого азота, при нагревании паров жидкого азота в электрокалорифере перед подачей в противотоке от конденсатора твердофазного осаждения к конденсатору жидкофазного осаждения, и после выхода из него при нагреве перед подачей в теплообменник осушителя происходят потери холода от поверхностей конденсаторов в окружающую среду и потери со сбрасываемым отработавшим хладагентом. Cold losses occur: when liquid nitrogen is evaporated, when liquid nitrogen vapors are heated in an electroheater before being supplied in countercurrent from a solid-phase deposition condenser to a liquid-phase deposition condenser, and after exiting from it, when heated before being supplied to a desiccant heat exchanger, there is a cold loss from the surfaces of the condensers into the environment and losses with discharged spent refrigerant.

Недостатки, связанные с потерей холода, обусловлены следующим: во-первых, испарение жидкого азота в конденсаторе твердофазного осаждения производят через рубашку теплообменника сжатым осушенным воздухом, который затем сбрасывают в атмосферу, причем абсолютное количество холода, выраженное в килокалориях (а также в массе азота), необходимое для стадии жидкофазного осаждения хлора в первом конденсаторе, превышает в среднем в 4,5 раза необходимое количество холода для твердофазного осаждения хлора во втором конденсаторе и это приводит к тому, что для создания необходимого температурного режима в конденсаторе жидкофазного осаждения ( в первом конденсаторе) во второй конденсатор подают жидкий азот в количестве, превышающем необходимое для твердофазного осаждения; во-вторых, для жидкофазной конденсации хлора требуется более высокая температура паров жидкого азота, чем для твердофазного осаждения, что вызывает необходимость их (паров азота) нагрева; в-третьих, количество холода, выраженное в килокалориях, содержащееся в выходящем из первого конденсатора хладагенте, превышает в 5 раз необходимое количество холода для осушения отходящих газов, что приводит к неполному его использованию и, в конечном счете, к сбросу. The disadvantages associated with the loss of cold are caused by the following: first, the evaporation of liquid nitrogen in a solid-state deposition condenser is carried out through the jacket of the heat exchanger with compressed, dried air, which is then discharged into the atmosphere, and the absolute amount of cold, expressed in kilocalories (and also in the mass of nitrogen) required for the stage of liquid-phase deposition of chlorine in the first capacitor exceeds on average 4.5 times the required amount of cold for solid-phase precipitation of chlorine in the second capacitor and this leads to mu, to produce the desired temperature in the condenser liquid-phase deposition (in the first condenser) is fed to a second condenser liquid nitrogen in an amount greater than needed for solid-phase deposition; secondly, for liquid-phase condensation of chlorine, a higher temperature of liquid nitrogen vapors is required than for solid-phase deposition, which necessitates their (nitrogen vapor) heating; thirdly, the amount of cold, expressed in kilocalories, contained in the refrigerant leaving the first condenser exceeds 5 times the required amount of cold to dry the exhaust gases, which leads to its incomplete use and, ultimately, to discharge.

Поскольку жидкий азот испаряют из внутренней полости теплообменной поверхности конденсатора твердофазного осаждения, это приводит к тому, что конденсатор твердофазного осаждения не обеспечивается парами жидкого азота, что экономичнее, (т. к. парам жидкого можно задавать более высокую регулируемую температуру), а только кипящим жидким азотом это равносильно отсутствию испарителя для данного конденсатора, что влечет конденсацию кислорода и аргона в жидкую и твердую фазы соответственно, что в свою очередь приводит к лишней трате холода. Since liquid nitrogen is evaporated from the internal cavity of the heat-exchange surface of the solid-state deposition condenser, this leads to the fact that the solid-state deposition condenser is not provided with liquid nitrogen vapors, which is more economical (since liquid vapor can be set at a higher controlled temperature), but only with boiling liquid with nitrogen, this is equivalent to the absence of an evaporator for a given condenser, which entails the condensation of oxygen and argon into the liquid and solid phases, respectively, which in turn leads to unnecessary waste of cold.

Заявляемое изобретение позволяет повысить экономичность процесса хлора из отходящих газов путем рационального использования хладагента. The claimed invention improves the efficiency of the chlorine process from the exhaust gases by the rational use of refrigerant.

Сущность изобретения. SUMMARY OF THE INVENTION

Согласно изобретению способ конденсации хлора из отходящих газов, включающий осушку газов и осаждение хлора путем охлаждения до температуры ниже минус 34oС циркулирующим хладагентом, при осушке отходящих газов и при осаждении хлора в хладагент, в качестве которого используют жидкий азот или жидкий воздух, вдувают осушенный воздух с содержанием влаги меньше 4,8 г/м3, при этом регулирование температуры хладагента осуществляют регулированием количества вдуваемого воздуха, отработавший хладагента и очищенный газ направляют для теплообмена с вдуваемыми потоками осушенного воздуха и отводящего газа, жидкий хлор из сборника хлора непосредственно или после перекачки в баллон подают в технологический процесс через испаритель хлора, где вдуваемым потоком воздуха или отходящего газа используют выделяющийся холод.According to the invention, a method for condensing chlorine from exhaust gases, including drying the gases and precipitating chlorine by cooling to a temperature below minus 34 ° C. With circulating refrigerant, during drying of the exhaust gases and precipitation of chlorine into a refrigerant using liquid nitrogen or liquid air, the dried air with a moisture content of less than 4.8 g / m 3 , while controlling the temperature of the refrigerant by controlling the amount of blown air, the spent refrigerant and purified gas are sent for heat exchange and with injected flows of dried air and exhaust gas, liquid chlorine from the chlorine collector is fed directly or after pumping to the cylinder into the process through a chlorine evaporator, where the emitted cold is used by the injected flow of air or exhaust gas.

Наличие операции вдува осушенного воздуха в жидкий азот (жидкий воздух), подаваемый на стадии твердофазного осаждения, позволяет при непосредственном контакте потока воздуха с поступающим непрерывно жидким азотом (жидким воздухом) полностью испарять его и задавать получаемой азотовоздушной смеси нужную температуру изменением расхода вдуваемого воздуха. Без операций вдува воздуха в хладагент невозможно экономно реализовать весь процесс осаждения хлора. Операции вдувания осушенного воздуха непосредственно в непрерывно подаваемый жидкий азот (жидкий воздух) или непосредственно в азотовоздушную смесь, как для испарения жидкого азота, так и для установления и регулирования температуры при осушке отходящих газов, при твердо- и жидкофазном осаждении хлора из отходящих газов, позволяет экономить холод, так как при этом исключают выброс охлажденного воздуха в атмосферу и трату холода нагревом хладагента в электрокалорифере, что позволяет повысить экономичность процесса. The presence of the operation of blowing dried air into liquid nitrogen (liquid air), supplied at the stage of solid-phase deposition, allows direct contact of the air stream with continuously flowing liquid nitrogen (liquid air) to completely evaporate it and set the resulting nitrogen-air mixture to the desired temperature by changing the flow rate of injected air. Without the operations of blowing air into the refrigerant, it is impossible to economically realize the whole process of chlorine deposition. The operation of injecting dried air directly into a continuously supplied liquid nitrogen (liquid air) or directly into a nitrogen-air mixture, both for evaporating liquid nitrogen and for setting and regulating the temperature during drying of the exhaust gases, during solid and liquid phase precipitation of chlorine from the exhaust gases, allows save cold, as this eliminates the release of chilled air into the atmosphere and waste of cold by heating the refrigerant in an electric air heater, which improves the efficiency of the process.

Осушенный воздух с содержанием влаги меньше 4,8 г/м3 имеет в нормальных условиях точку росы при температуре ниже 0oС, что позволяет избежать заледенения внутренних поверхностей подводящих воздух трубок и теплообменников. В данном случае эта влага остается в воздухе в виде взвешенных частичек льда и выносится по трубопроводу, постепенно испаряясь обратно в газовую фазу по мере роста температуры хладагента азотовоздушной смеси.Drained air with a moisture content of less than 4.8 g / m 3 has, under normal conditions, a dew point at a temperature below 0 o C, which avoids freezing of the internal surfaces of the air supply tubes and heat exchangers. In this case, this moisture remains in the air in the form of suspended ice particles and is discharged through the pipeline, gradually evaporating back into the gas phase as the temperature of the refrigerant of the nitrogen-air mixture rises.

Поскольку количество азотовоздушной смеси, выходящей после жидкофазного осаждения, превышает (приблизительно в 5 раз) количество, необходимое для предварительной осушки отходящих газов, то этот избыток холодной азотовоздушной смеси, и также холодной (минус 175oС) очищенный газ направляют для теплообмена с вдуваемыми потоками осушенного воздуха и отходящего газа. Без операций теплообмена отработавшего хладагента и холодного очищенного газа с вдуваемыми потоками осушенного воздуха и отводящего газа невозможно реализовать процесс в экономном режиме.Since the amount of the nitrogen-air mixture leaving the liquid-phase deposition exceeds (approximately 5 times) the amount required for preliminary drying of the exhaust gases, this excess of cold nitrogen-air mixture and also cold (minus 175 o С) purified gas is sent for heat exchange with the injected flows drained air and exhaust gas. Without heat exchange operations of the spent refrigerant and cold purified gas with injected flows of dried air and exhaust gas, it is impossible to implement the process in an economical mode.

Наличие операции испарения жидкого хлора, осажденного в процессе, для подачи в технологический процесс газообразного хлора непосредственно из сборника жидкого хлора или после перекачки в баллон, путем пропускания его через испаритель, где вдуваемый поток осушенного воздуха или отходящего газа снимает холод (использует) выделяющийся при испарении жидкого хлора, позволяет повысить экономичность процесса. Без данной операции холод, выделяющийся при испарении жидкого хлора, тратится бесполезно. The presence of the operation of evaporating the liquid chlorine deposited in the process for supplying gaseous chlorine directly from the liquid chlorine collector to the process or after pumping it into the cylinder by passing it through the evaporator, where the injected stream of dried air or exhaust gas removes the cold (uses) released during evaporation liquid chlorine, improves the efficiency of the process. Without this operation, the cold generated by the evaporation of liquid chlorine is wasted.

Заявляемый способ осуществляют в устройстве для конденсации хлора из отходящих газов, включающем конденсатор жидкофазного осаждения хлора со сборником жидкого хлора и с патрубками входа отходящих газов и выхода хладагента и с трубкой выдачи жидкого хлора, конденсатор твердофазного осаждения хлора, соединенный последовательно с первым конденсатором и содержащий патрубки входа хладагента и выхода отходящих газов. Конденсатор твердофазного осаждения размещен коаксиально в одном корпусе с конденсатором жидкофазного осаждения и отделен от него теплоизолирующей стенкой. Каналы конденсации хлора обоих конденсаторов соединены со сборником жидкого хлора. В месте перехода хладагента из конденсатора твердофазного осаждения в конденсатор жидкофазного осаждения размещен коллектор с патрубком для вдува осушенного воздуха. Отношение

Figure 00000002
для единицы длины конденсатора твердофазного осаждения, где F, V соответственно площадь осаждения и свободный объем каналов для отходящих газов, выполнено увеличивающимся ступенчато или плавно по ходу движения газов, а наружная поверхность этого конденсатора снабжена ребрами, образующими с теплоизолирующей стенкой каналы для циркуляции хладагента. Конденсатор твердофазного осаждения снабжен испарителем жидкого азота, выполненным в виде двух трубок, подводящих жидкий азот и осушенный воздух и соединенных в виде эжектора, имеющего выход на начало канала хладагента. Трубка подачи жидкого хлора снабжена фильтром. Теплоизолирующая стенка обеспечивает возможность коаксиального расположения конденсатора твердофазного осаждения хлора в центре конденсатора жидкофазного осаждения в одном корпусе. Такое взаимное расположение конденсаторов позволяет уменьшить их общую внешнюю поверхность, рассеивающую холод, а также позволяет один конец каждого из двух конденсаторов по тракту отходящих газов выполнить открытым на сборник жидкого хлора так, что газы, выходя из конденсатора жидкофазного осаждения, попадают в сборник жидкого хлора, а оттуда в конденсатор твердофазного осаждения. При такой конструкции при нагреве конденсатора твердофазного осаждения хлор с достижением точки плавления (минус 101oС) стекает в сборник -этим исключают операцию передавливания хлора из конденсатора твердофазного осаждения в конденсатор жидкофазного осаждения. Таким образом, достигают поставленную цель: повышение экономичности.The inventive method is carried out in a device for condensing chlorine from exhaust gases, including a liquid-phase chlorine deposition condenser with a liquid chlorine collector and with exhaust gas inlet and refrigerant outlet nozzles and a liquid chlorine delivery tube, a solid-state chlorine deposition condenser connected in series with the first condenser and containing nozzles refrigerant inlet and exhaust gas outlet. The solid-phase deposition capacitor is placed coaxially in one housing with the liquid-phase deposition capacitor and is separated from it by a heat insulating wall. The chlorine condensation channels of both capacitors are connected to a liquid chlorine collector. At the point where the refrigerant transitions from the solid-state deposition condenser to the liquid-phase deposition condenser, a collector with a pipe for blowing dried air is placed. Attitude
Figure 00000002
for a unit length of the solid-state deposition condenser, where F, V, respectively, the deposition area and free volume of the channels for exhaust gases, is made to increase stepwise or smoothly in the direction of gas movement, and the outer surface of this condenser is equipped with fins forming channels for the circulation of refrigerant with the heat-insulating wall. The solid-state deposition condenser is equipped with a liquid nitrogen evaporator, made in the form of two tubes supplying liquid nitrogen and dried air and connected in the form of an ejector having an outlet to the beginning of the refrigerant channel. The liquid chlorine supply pipe is equipped with a filter. The heat-insulating wall makes it possible to coaxially position the solid-phase chlorine deposition capacitor in the center of the liquid-phase deposition capacitor in one housing. Such a mutual arrangement of the capacitors makes it possible to reduce their common external surface, which dissipates the cold, and also allows one end of each of the two capacitors along the exhaust gas path to be open to the liquid chlorine collector so that the gases leaving the liquid-phase deposition condenser enter the liquid chlorine collector, and from there to a solid-state deposition capacitor. With this design, when the solid-state deposition condenser is heated, chlorine flows to the collector when it reaches the melting point (minus 101 o C), this eliminates the operation of transferring chlorine from the solid-state deposition capacitor to the liquid-phase deposition capacitor. Thus, they achieve their goal: improving profitability.

Хладагент, азотовоздушная смесь поступает из испарителя жидкого азота (жидкого воздуха) в противотоке в верхнюю часть конденсатора твердофазного осаждения, расположенного в центральной части сборного конденсатора. В нижних частях конденсаторов, т.е. в месте перехода хладагента из конденсатора твердофазного осаждения хлора в конденсатор жидкофазного осаждения, предусмотрен коллектор с подводящей осушенный воздух трубкой. Наличие коллектора с трубкой для вдува осушенного воздуха в хладагент, впускаемый в конденсатор жидкофазного осаждения, позволяет производить нагрев и регулирование температуры азотовоздушной смеси, исключая при этом менее экономичную операцию нагрева хладоагента с помощью электрокалорифера, т.е. позволяет достичь поставленной цели экономичности. The refrigerant, nitrogen-air mixture flows from the liquid nitrogen evaporator (liquid air) in countercurrent to the upper part of the solid-state deposition condenser located in the central part of the collecting condenser. In the lower parts of the capacitors, i.e. at the point of transition of the refrigerant from the solid-state deposition of chlorine condenser to the liquid-phase deposition condenser, a collector with a tube supplying dried air is provided. The presence of a collector with a tube for blowing dried air into the refrigerant introduced into the liquid-phase deposition condenser allows heating and temperature control of the nitrogen-air mixture, eliminating the less economical operation of heating the refrigerant using an electric air heater, i.e. allows you to achieve the goal of profitability.

Увеличивающееся ступенчато или плавно отношение

Figure 00000003
для единицы длины конденсатора твердофазного осаждения (F площадь осаждения, V свободный объем каналов для отходящих газов) обеспечивает развитую площадь поверхности, необходимую для осаждения хлора в твердом виде, позволяющую при этом избежать забивки каналов. Ребра на наружной поверхности этого конденсатора обеспечивают необходимый хладообмен. При отсутствии таких лабиринтных каналов устройство работает хуже. Замена внутреннего лабиринтного канала на каналы с постоянным суммарным сечением по длине (например, пакетом трубок) приводит к их забивке.Increasing stepwise or smoothly ratio
Figure 00000003
for a unit length of a solid-phase deposition capacitor (F deposition area, V free volume of channels for exhaust gases) provides a developed surface area necessary for solid chlorine deposition, while avoiding clogging of channels. The fins on the outside of this capacitor provide the necessary cold exchange. In the absence of such labyrinth channels, the device works worse. Replacing the internal labyrinth channel with channels with a constant total cross-section along the length (for example, a bundle of tubes) leads to clogging.

Наличие испарителя жидкого азота (жидкого воздуха) у конденсатора твердофазного осаждения позволяет при непосредственном контакте потока воздуха с поступающим жидким азотом полностью испарять его и задавать получаемой азотовоздушной смеси (хладагенту), циркулирующей в конденсаторе твердофазного осаждения, нужную температуру изменением расхода вдуваемого осаждения воздуха. При отсутствии испарителя затруднительно задавать и регулировать температуру в заданной точке в диапазоне от минус 162 до минус 196oС, так как в конденсаторе будет сохраняться температура кипения жидкого азота (минус 196oС), что влечет конденсацию из отходящих газов кислорода и аргона в жидкую и твердую фазы соответственно, что в свою очередь приводит к ненужной трате холода.The presence of a liquid nitrogen evaporator (liquid air) in a solid-state deposition condenser allows it to completely evaporate when the air stream is in direct contact with incoming liquid nitrogen and set the resulting nitrogen-air mixture (refrigerant) circulating in the solid-state deposition condenser, the desired temperature by changing the flow rate of the injected air deposition. In the absence of an evaporator, it is difficult to set and adjust the temperature at a given point in the range from minus 162 to minus 196 o C, since the boiling point of liquid nitrogen (minus 196 o C) will be stored in the condenser, which will entail the condensation of oxygen and argon from the exhaust gases into liquid and solid phases, respectively, which in turn leads to an unnecessary waste of cold.

Испаритель, выполненный в виде двух трубок, подводящих жидкий азот (жидкий воздух) и осушенный воздух, соединенных в виде эжектора, наиболее прост. Испарение жидкого азота в таком испарителе происходит очень эффективно, так как это сопровождается распылением жидкого азота на мельчайшие капли с развитой поверхностью испарения. При отсутствии эжекторного соединения в испарителе часть жидкого азота быстро стекает вниз к коллектору вдува осушенного воздуха для жидкофазного конденсатора часть холода при этом теряется. Таким образом, наличие испарителя необходимо для достижения поставленной цели: повышение экономичности. The evaporator, made in the form of two tubes supplying liquid nitrogen (liquid air) and dried air, connected in the form of an ejector, is the simplest. Evaporation of liquid nitrogen in such an evaporator is very effective, since this is accompanied by the spraying of liquid nitrogen into tiny droplets with a developed evaporation surface. In the absence of an ejector connection in the evaporator, part of the liquid nitrogen quickly flows down to the collector of blowing dried air for the liquid-phase condenser, part of the cold is lost. Thus, the presence of an evaporator is necessary to achieve the goal: increased efficiency.

Углекислота, находящаяся в отходящих газах, конденсируется вместе с хлором и в сборнике хлора при температуре ниже минус 60oС она находится в виде твердой взвеси, а при более высокой температуре растворяется в жидком хлоре. Углекислота ухудшает качество хлора. Фильтр на трубке выдачи хлора позволяет отфильтровать углекислоту при подаче холодного (при температуре приблизительно минус 60oС) жидкого хлора из сборника. Наличие фильтра позволяет предотвратить накопление углекислоты в хлоре, а это позволяет исключить фактически трудоемкую операцию очистки хлора от углекислоты.Carbon dioxide in the exhaust gas condenses with chlorine and in the chlorine collector at a temperature below minus 60 o C it is in the form of a solid suspension, and at a higher temperature it dissolves in liquid chlorine. Carbon dioxide degrades the quality of chlorine. The filter on the chlorine delivery tube allows you to filter carbon dioxide when applying cold (at a temperature of approximately minus 60 o C) liquid chlorine from the collection. The presence of a filter prevents the accumulation of carbon dioxide in chlorine, and this eliminates the virtually laborious operation of purification of chlorine from carbon dioxide.

На чертеже изображен продольный разрез устройства для конденсации хлора из отходящих газов. Устройство изображено соединенным с осушителем отходящего газа и с теплообменниками для использования отработавшего хладагента. Изображены направления движения потоков отходящего газа, жидкого азота, осушенного воздуха, азотовоздушной смеси. Пунктирной линией показана функциональная связь термоэлектрических термометров с регулирующими клапанами с электроприводам. The drawing shows a longitudinal section of a device for condensation of chlorine from exhaust gases. The device is shown connected to an exhaust gas dryer and to heat exchangers for use of spent refrigerant. The directions of the flow of exhaust gas, liquid nitrogen, dried air, nitrogen-air mixture are shown. The dashed line shows the functional relationship of thermoelectric thermometers with control valves with electric actuators.

Устройство для конденсации хлора из отходящих хлорсодержащих газов содержит корпус 1, выполненный в виде сосуда Дьюара с откаченным межстенным пространством, нижняя сферическая часть которого образует сборник жидкого хлора. В верхней части устройства расположен патрубок для входа отходящих газов 2, соединяющийся со змеевиком 3 каналом жидкофазной конденсации хлора. Нижний конец 4 змеевика 3 выходит в сборник жидкого хлора. Конденсатор твердофазного осаждения (toС минус 162-минус 196oC) расположен в центре конденсатора жидкофазного осаждения и включает хладообменную поверхность 5 (далее "осадитель"), выполненную в виде цилиндрического корпуса, в который врезаны и приварены с выпуском наружу цилиндра ребра 6, образующие в корпусе осадителя лабиринтный канал (в) для прохода очищаемого газа -канал конденсации хлора конденсатора твердофазного осаждения. Выпуск полок наружу позволяет сформировать не только внутренний, но также наружный лабиринтный канал (б) между теплоизолирующей стенкой и цилиндрическим корпусом осадителя. Ребра расположены с незначительным наклоном вниз для обеспечения стока жидкого хлора при размораживании, причем для устранения возможной забивки самые нижние ребра расположены друг от друга, чем верхние. Осадитель с помощью своего нижнего дискообразного плеча собран так, что образуется внутренний герметичный объем сборник жидкого хлора. Нижний вход в осадитель так же, как и в конденсаторе жидкофазного осаждения открыт в сборник жидкого хлора так, что отходящие газы, выходя из змеевика, попадают в объем сборника жидкого хлора, а затем в лабиринтный канал (в) осадителя конденсатора твердофазного осаждения. Вверху осадитель имеет патрубок для выхода отходящих газов 7.A device for the condensation of chlorine from exhaust chlorine-containing gases comprises a housing 1 made in the form of a Dewar vessel with an evacuated interwall space, the lower spherical part of which forms a collector of liquid chlorine. In the upper part of the device there is a pipe for entering the exhaust gases 2, connected to the coil 3 by a channel of liquid-phase condensation of chlorine. The lower end 4 of the coil 3 goes into the collection of liquid chlorine. The solid-phase deposition capacitor (t o С minus 162-minus 196 o C) is located in the center of the liquid-phase deposition capacitor and includes a cold exchange surface 5 (hereinafter referred to as the "precipitator"), made in the form of a cylindrical body into which ribs 6 are cut into and welded to the outside of the cylinder forming a labyrinth channel in the precipitator body (c) for the passage of the gas to be purified — the channel for the chlorine condensation of the solid-state deposition condenser. The release of the shelves to the outside allows the formation of not only an internal, but also an external labyrinth channel (b) between the heat-insulating wall and the cylindrical body of the precipitator. The ribs are located with a slight downward slope to ensure the flow of liquid chlorine during defrosting, and to eliminate possible clogging, the lowest ribs are located from each other than the upper ones. The precipitator, with the help of its lower disc-shaped shoulder, is assembled so that an internal sealed volume of liquid chlorine collector is formed. The lower entrance to the precipitator, as well as in the liquid-phase deposition condenser, is open in the liquid chlorine collector so that the exhaust gases leaving the coil enter the volume of the liquid chlorine collector and then into the labyrinth channel (c) of the precipitator of the solid-state deposition condenser. At the top of the precipitator has a pipe for the exit of exhaust gases 7.

Между змеевиком и осадителем размещена цилиндрическая теплоизолирующая стенка 8, которая обеспечивает нормальный режим холода обоих конденсаторов. Помимо этого стенка формирует межтрубный канал (а) конденсатора жидкофазного осаждения и лабиринтный канал (б) (наружный) конденсатора твердофазного осаждения каналы, по которым циркулирует хладагент, т.е. пары жидкого азота, смешанные с вдуваемым осушенным воздухом. Between the coil and the precipitator there is a cylindrical heat-insulating wall 8, which ensures the normal cold mode of both capacitors. In addition, the wall forms the annular channel (a) of the liquid-phase deposition condenser and the labyrinth channel (b) (external) of the solid-state deposition condenser, the channels through which the refrigerant circulates, i.e. liquid nitrogen vapors mixed with blown dry air.

В верхней части осадителя смонтирован испаритель жидкого азота 9, выполненный в виде двух трубок с наконечниками, подводящих жидкий азот и осушенный воздух, соединенных в виде эжектора. Распыление и испарение жидкого азота производят в полости трубки каплеуловителя с горизонтальными отверстиями для выхода паров жидкого азота на начало лабиринтного канала (б) конденсатора твердофазного осаждения. Трубка каплеуловитель одновременно служит для соединения эжекторных трубок. A liquid nitrogen evaporator 9 is mounted in the upper part of the precipitator, made in the form of two tubes with tips supplying liquid nitrogen and dried air, connected in the form of an ejector. Spraying and evaporation of liquid nitrogen is carried out in the cavity of the droplet eliminator tube with horizontal openings for the exit of liquid nitrogen vapor to the beginning of the labyrinth channel (b) of the solid-state deposition condenser. The drip tube is also used to connect the ejector tubes.

В нижней части конденсатора твердо- и жидкофазного осаждения в месте перехода хладагента из межтрубного канала (б) конденсатора твердофазного осаждения в канал (а) конденсатора жидкофазного осаждения смонтирован коллектор 10, выполненный из трубки в виде тора с отверстиями для выхода осушенного воздуха с внутренней стороны. К торообразному коллектору приварена трубка для вдува осушенного воздуха 11. Корпус 1 закрыт крышкой 12, через которую выведены: трубка коллектора 11, патрубок выхода отработавшего хладагента 13, трубка для передавливания жидкого хлора 13 14 из сборника жидкого хлора, другие трубки и чехлы термоэлектрических термометров. Трубка для передавливания жидкого хлора 14 вварена в отверстие в плече осадителя. Трубка нижним вырезом доходит до дна сосуда. К нижнему концу трубки присоединен металлокерамический фильтр 15. In the lower part of the solid-state and liquid-phase deposition condenser at the point of transition of the refrigerant from the annular channel (b) of the solid-state deposition condenser to the channel (a) of the liquid-phase deposition condenser, a collector 10 is mounted, made of a tube in the form of a torus with holes for the release of dried air from the inside. A tube for blowing dried air is welded to a toroidal collector 11. Housing 1 is closed by a cover 12 through which the collector pipe 11, the outlet of the outlet of the spent refrigerant 13, the tube for transferring liquid chlorine 13 14 from the liquid chlorine collector, other tubes and covers of thermoelectric thermometers are output. A tube for transferring liquid chlorine 14 is welded into the hole in the shoulder of the precipitator. The tube with the lower neck reaches the bottom of the vessel. A ceramic-metal filter 15 is attached to the lower end of the tube.

Для контроля и регулирования температурного режима работы конденсатора установлены термоэлектрические термометры Т1, Т2, Т3, Т4 соответственно на входе хладагента в конденсатор твердо- и жидкофазного осаждения, на выходе из аппарата и на выходе отходящих газов из аппарата.To monitor and control the temperature regime of the condenser, thermoelectric thermometers T 1 , T 2 , T 3 , T 4 are installed, respectively, at the inlet of the refrigerant into the solid and liquid-phase deposition condenser, at the outlet of the apparatus, and at the outlet of the exhaust gases from the apparatus.

Заявляемый способ конденсации хлора из отходящих хлорсодержащих газов реализуют в устройстве, соединенном с другими аппаратами при по принципиальной схеме, содержащейся в комбинированной схеме. Схема содержит теплообменник 16 для использования холода из отходящих газов и теплообменники 17 и 18 для регенерации холода из отработавшего в конденсаторе хладагента, осушитель влаги отходящих газов 19, заполненный гранулами цеолита NaD (гранулы в виде цилиндров с диаметром 2 4 и высотой 4 5 мм), работающий в режиме осушки при температуре 30oС, проточный испаритель жидкого хлора типа теплообменника "труба в трубе" 20.The inventive method of condensation of chlorine from the exhaust chlorine-containing gases is implemented in a device connected to other devices in accordance with the principle circuit contained in the combined circuit. The circuit contains a heat exchanger 16 for using cold from the exhaust gases and heat exchangers 17 and 18 for recovering cold from the refrigerant spent in the condenser, a dehydrator of moisture in the exhaust gases 19, filled with NaD zeolite granules (granules in the form of cylinders with a diameter of 2 4 and a height of 4 5 mm), operating in the drying mode at a temperature of 30 o C, a flow evaporator of liquid chlorine type heat exchanger "pipe in pipe" 20.

В точках выхода азотовоздушной смеси из теплообменника 17, 18 расположены соответствующие термоэлектрические термометры Т5, Т6, соединенные дифференциально, а точке выхода отходящих газов из осушителя 19 расположен термоэлектрический термометр Т7, в точке входа хладагента в осушитель Т8.At the points of exit of the nitrogen-air mixture from the heat exchanger 17, 18, the corresponding thermoelectric thermometers T 5 , T 6 are located , which are connected differentially, and the thermoelectric thermometer T 7 is located at the exit point of the exhaust gases from the dryer 19, at the point of entry of the refrigerant into the dryer T 8 .

Количество хладагента задают расходом жидкого азота с помощью регулирующего клапана 21. Регулирование температурного режима устройства и осушителя осуществляют вдуванием осушенного воздуха в жидкий азот и азотовоздушную смесь через теплообменники 16, 17 в испаритель жидкого азота, через теплообменник 18 в коллектор и непосредственно в хладагент, поступающий в осушитель 19. Воздух вдувают соответственно с помощью регулирующих клапанов 22, 23, 24. В случае вдувания воздуха в хладагент, поступающий в осушитель, нежелательный перепуск воздуха от клапана 24 в теплообменник 18 предотвращают сужением сечения трубы подачи отработавшего хладагента на участке до места подачи осушенного воздуха. The amount of refrigerant is set by the flow rate of liquid nitrogen using a control valve 21. The temperature control of the device and the dryer is controlled by blowing the dried air into liquid nitrogen and the air-nitrogen mixture through heat exchangers 16, 17 into a liquid nitrogen evaporator, through a heat exchanger 18 into the collector and directly into the refrigerant entering dehumidifier 19. Air is blown accordingly using control valves 22, 23, 24. If air is blown into the refrigerant entering the dehumidifier, undesired air bypass 24, valve performance in heat exchanger 18 prevents the narrowing section of the pipe supplying coolant to the exhaust portion to supply dried air space.

Содержание воды в осушенном воздухе меньше 4,8 г/м3 обеспечивает объемную конденсацию влаги сразу в твердую фазу в виде снега. Снег в виде аэрозольных частиц проходит по коммуникации, постепенно испаряясь по мере разогревания хладагента. При содержании влаги в осушенном воздухе больше 4,8 г/м3 достигается насыщение парами воды при жидком ее состоянии. В этом случае капельки воды, достигая стенки трубопровода, застывают на ней, постепенно сужая и закупоривая ее. При содержании влаги в осушенном воздухе меньше 4,8 г/м3 закупоривания трубопровода не происходит, а большая скорость потока не способствует задержанию снега на стенках трубопровода.The water content in the dried air of less than 4.8 g / m 3 provides volumetric condensation of moisture immediately into the solid phase in the form of snow. Snow in the form of aerosol particles passes through communication, gradually evaporating as the refrigerant warms up. When the moisture content in the dried air is more than 4.8 g / m 3 saturation with water vapor is achieved in its liquid state. In this case, water droplets, reaching the pipeline wall, freeze on it, gradually narrowing and clogging it. When the moisture content in the dried air is less than 4.8 g / m 3 clogging of the pipeline does not occur, and a high flow rate does not contribute to the retention of snow on the walls of the pipeline.

Применительно к отходящим хлорсодержащим газам, образующимся в технологическом процессе получения оксидного гранулированного уранового и смешанного уран-плутониевого топлива, в котором используется электрохимический процесс перекристаллизации из расплавов хлоридов металлов, отходящие газы имеют состав: 1 90% хлора, 5 25% кислорода, 0 25% азота, 0 25% аргона, приблизительно 1% углекислого газа и водяных паров в объемных долях, при этом газы включают взвешенные аэрозольные частицы хлоридов натрия, цезия, железа, алюминия, магния, кремния, никеля хрома и альфа радиоактивные нуклиды делящихся материалов с суммарной концентрацией меньше 0,5 г/м3. Расход отходящих газов составляет 0,2 0,6 м3/ч. Отходящие газы указанного состава подают во внешнюю трубу испарителя жидкого хлора 20, где газы подвергаются предварительному охлаждению, отдавая теплоту на испарение жидкого хлора, который циркулирует в противотоке по внутренней трубе испарителя. Жидкий хлор без разогревания в охлажденном виде подают в испаритель жидкого хлора по капилляру, передавливая азотом из сборника хлора аппарата, работающего в режиме выдачи хлора вариант переменной работы двух аппаратов в режима конденсации хлора и выдачи хлора. Жидкий хлор по второму варианту подают в испаритель хлора из баллона после предварительного его передавания туда.In relation to the chlorine-containing exhaust gases generated in the technological process for producing granular oxide oxide of uranium and mixed uranium-plutonium fuel, which uses the electrochemical process of recrystallization from metal chloride melts, the exhaust gases have the composition: 1 90% chlorine, 5 25% oxygen, 0 25% nitrogen, 0 25% argon, approximately 1% carbon dioxide and water vapor in volume fractions, while gases include suspended aerosol particles of sodium, cesium, iron, aluminum, magnesium, silicon, nickel x rum and alpha radioactive nuclides of fissile materials with a total concentration of less than 0.5 g / m 3 . The exhaust gas flow rate is 0.2 to 0.6 m 3 / h. Exhaust gases of this composition are fed into the outer tube of the liquid chlorine evaporator 20, where the gases are pre-cooled, giving off heat to evaporate the liquid chlorine, which circulates in countercurrent through the inner pipe of the evaporator. Liquid chlorine without heating in a cooled form is supplied to the liquid chlorine evaporator through a capillary, squeezing with nitrogen from the chlorine collector of an apparatus operating in the chlorine dispensing mode a variant of the variable operation of the two apparatuses in the mode of chlorine condensation and chlorine dispensing. Liquid chlorine according to the second embodiment is fed to the chlorine evaporator from a cylinder after its preliminary transfer there.

В каждом из двух вариантов жидкий хлор профильтровывают во время выдачи из сборника через металлокерамический фильтр 15, освобождаясь от углекислоты, для чего температуру жидкого хлора поддерживают ниже минус 60oС.In each of the two options, liquid chlorine is filtered during discharge from the collector through a cermet filter 15, freeing from carbon dioxide, for which the temperature of liquid chlorine is maintained below minus 60 o C.

Газообразный хлор из испарителя подают в технологический процесс, а отходящие газы в осушитель газов 20, адсорбционную цеолитовую колонку, где осуществляют освобождение газов от влаги при температуре минус 30oС. Выходящий после операции осушки газ содержит незначительную примесь воды, которая уже не влияет на коррозионную устойчивость оборудования.Chlorine gas from the evaporator is fed into the process, and the exhaust gases to a gas dryer 20, an adsorption zeolite column, where the gases are released from moisture at a temperature of minus 30 o C. The gas leaving the drying operation contains a small admixture of water, which no longer affects the corrosive equipment stability.

На следующей стадии газ поступает в змеевик 3 конденсатора жидкофазного осаждения, где газ охлаждают до минус 34 минус 100oС и где пары хлора сгущаются и в виде жидкости стекают по змеевику в сборник жидкого хлора. Выходящий после этой стадии обработки газ содержит лишь азот, кислорода, аргон и хлор, соответствующий давлению его насыщенных паров при температуре конденсации (1,5% в объемных долях при минус 100oС).In the next stage, the gas enters the coil 3 of the liquid-phase deposition condenser, where the gas is cooled to minus 34 minus 100 o C and where the chlorine vapor is condensed and flows as a liquid through the coil into the liquid chlorine collector. The gas leaving this stage of processing contains only nitrogen, oxygen, argon and chlorine, corresponding to the pressure of its saturated vapors at the condensation temperature (1.5% in volume fractions at minus 100 o С).

Далее газ поступает в канал (в) осадителя 5, где газ охлаждают до минус 162 минус 196oС. На этой операции хлор из газа в твердом виде осаждают на поверхности лабиринтных полок 6. Очищенный газ, содержащий азот, кислород и аргон, выходит через патрубок 7. При этих операциях осаждения газ одновременно очищается за счет осаждения с хлором и от радиоактивных нуклидов. Перед сбросом очищенный газ, как упоминалось выше, пропускают через теплообменник 16, где встречным потоком вдуваемого осушенного воздуха снимают с него холод.Then the gas enters the channel (c) of precipitator 5, where the gas is cooled to minus 162 minus 196 o C. In this operation, chlorine is precipitated from the gas in solid form on the surface of the labyrinth shelves 6. The purified gas containing nitrogen, oxygen and argon leaves through pipe 7. During these deposition operations, the gas is simultaneously purified by deposition with chlorine and from radioactive nuclides. Before discharge, the purified gas, as mentioned above, is passed through a heat exchanger 16, where the cold is removed from it by a counter flow of injected dried air.

В противотоке к отходящим газам осушенный воздух подают последовательно от клапана 22 через теплообменники 17, 16 в испаритель жидкого азота 9. На вход испарителя непрерывно поступает жидкий азот, который эжектируют в поток осушенного воздуха, поступающего в испаритель. Происходит тонкое распыление жидкого азота на мельчайшие капли с развитой поверхностью испарения. Жидкий азот, таким образом, полностью испаряется, при этом образуется хладагент - азотовоздушная смесь с заданной температурой на выходе из испарителя жидкого азота. In countercurrent to the exhaust gases, the dried air is supplied sequentially from the valve 22 through heat exchangers 17, 16 to the liquid nitrogen evaporator 9. Liquid nitrogen is continuously supplied to the evaporator inlet, which is ejected into the stream of dried air entering the evaporator. A thin spraying of liquid nitrogen into tiny droplets with a developed evaporation surface occurs. Thus, liquid nitrogen completely evaporates, and a refrigerant is formed - a nitrogen-air mixture with a given temperature at the outlet of the liquid nitrogen evaporator.

Хладагент из испарителя жидкого азота поступает в канал (б) и омывают осадитель конденсатора твердофазного осаждения. На выходе из канала (б) хладагент доводят до требуемой температуры смешиванием с осушенным воздухом, подаваемым из теплообменника 18 по трубке 11 в коллектор 10. Хладагент после смешивания с воздухом поступает в канал (а) и омывает змеевик. The refrigerant from the liquid nitrogen evaporator enters the channel (b) and the precipitator of the solid-state deposition condenser is washed. At the outlet of channel (b), the refrigerant is brought to the required temperature by mixing with dried air supplied from the heat exchanger 18 through the pipe 11 to the manifold 10. After mixing with air, the refrigerant enters the channel (a) and washes the coil.

Отработавший хладагент через патрубок 13 подают параллельно в теплообменники 17, 18 и в осушитель 19. В теплообменниках 17, 18 от отработавшего хладагента снимают холод осушенным воздухом, движущимся в противотоке и задаваемым клапанами 22 и 23. Температуру отработавшего хладагента, направляемого в осушитель, регулируют вдуванием воздуха через регулирующий клапана 24. The spent refrigerant through the pipe 13 is fed in parallel to the heat exchangers 17, 18 and to the dryer 19. In the heat exchangers 17, 18, the cold is removed from the spent refrigerant by the drained air moving in countercurrent and set by valves 22 and 23. The temperature of the spent refrigerant sent to the dryer is controlled by blowing air through the control valve 24.

Потери холода с отработавшим хладагентом минимальны при равенстве температур потоков отработавшего хладагента, выходящих из теплообменников 17, 18, при этом достигают пропорциональность количества вдуваемого воздуха на операции твердо- и жидкофазного осаждения хлора количеству отработавшего хладагента, направляемым в теплообменники. Cold losses with the spent refrigerant are minimal when the temperatures of the flows of the spent refrigerant leaving the heat exchangers 17, 18 are equal, while the proportions of the amount of blown air for solid and liquid phase chlorine deposition to the amount of spent refrigerant sent to the heat exchangers are reached.

Жидкий хлор после накопления его в сборнике передавливают по трубке 14 в стальной баллон или непосредственно из аппарата выдают в технологический процесс. Liquid chlorine, after accumulating it in a collection vessel, is pushed through a tube 14 into a steel cylinder or delivered directly to the technological process from the apparatus.

Claims (8)

1. Способ конденсации хлора из отходящих газов, включающий осушку газов и осаждение хлора путем охлаждения до температуры ниже -34oС циркулирующим хладагентом, отличающийся тем, что при осушке отходящих газов и при осаждении хлора в хладагент вдувают осушенный воздух с содержанием влаги меньше 4,8 г/мЗ, при этом регулируют температуру хладагента за счет регулирования количества вдуваемого воздуха.1. The method of condensation of chlorine from the exhaust gas, including the drying of gases and precipitation of chlorine by cooling to a temperature below -34 o With a circulating refrigerant, characterized in that during the drying of the exhaust gas and during the precipitation of chlorine, dried air with a moisture content of less than 4 is blown into the refrigerant, 8 g / m 3 , while regulating the temperature of the refrigerant by regulating the amount of blown air. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве хладагента используют жидкий азот или жидкий воздух. 2. The method according to p. 1, characterized in that liquid nitrogen or liquid air is used as the refrigerant. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отработавший хладагент и очищенный газ направляют для теплообмена с вдуваемыми потоками осушенного воздуха и отходящего газа. 3. The method according to p. 1, characterized in that the spent refrigerant and purified gas are sent for heat exchange with injected flows of dried air and exhaust gas. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что жидкий хлор испаряют путем теплообмена с вдуваемыми потоками воздуха или отводящего газа. 4. The method according to p. 1, characterized in that the liquid chlorine is evaporated by heat exchange with blown streams of air or exhaust gas. 5. Устройство для конденсации хлора из отходящих газов, включающее конденсатор жидкофазного осаждения хлора со сборником жидкого хлора, патрубками входа отходящих газов и выхода хладагента, каналом конденсации хлора и трубкой выдачи жидкого хлора, конденсатор твердофазного осаждения хлора с патрубками входа хладагента, выхода отходящих газов и с каналом конденсации хлора, соединенный последовательно с конденсатором жидкофазного осаждения, отличающееся тем, что конденсатор твердофазного осаждения размещен коаксиально в одном корпусе с конденсатором жидкофазного осаждения и снабжен теплоизолирующей стенкой, отделяющей его от конденсатора жидкофазного осаждения, при этом каналы конденсации хлора обоих конденсаторов соединены со сборником жидкого хлора, а устройство снабжено коллектором с патрубком для вдува осушенного воздуха, размещенным в месте перехода хладагента из конденсатора твердофазного осаждения в конденсатор жидкофазного осаждения. 5. A device for condensing chlorine from the exhaust gas, including a liquid-phase chlorine deposition condenser with a liquid chlorine collector, exhaust gas inlet and refrigerant outlet pipes, a chlorine condensation channel and a liquid chlorine delivery pipe, a solid-state chlorine deposition condenser with refrigerant inlet pipes, exhaust gas and with a chlorine condensation channel connected in series with the liquid-phase deposition capacitor, characterized in that the solid-phase deposition capacitor is coaxially placed in one housing with a liquid-phase deposition condenser and is equipped with a heat-insulating wall separating it from the liquid-phase deposition condenser, while the chlorine condensation channels of both capacitors are connected to a liquid chlorine collector, and the device is equipped with a collector with a nozzle for blowing dried air located at the point of transition of the refrigerant from the solid-state precipitation condenser liquid phase deposition capacitor. 6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что конденсатор твердофазного осаждения выполнен с отношением площади осаждения и свободного объема каналов для отходящих газов для единицы длины, увеличивающимся ступенчато или плавно по ходу движения газов, а наружная поверхность этого конденсатора снабжена ребрами, образующими с теплоизолирующйй стенкой каналы для циркуляции хладагента. 6. The device according to p. 5, characterized in that the solid-phase deposition capacitor is made with the ratio of the deposition area and the free volume of the channels for exhaust gases per unit length, increasing stepwise or smoothly in the direction of movement of the gases, and the outer surface of this capacitor is equipped with ribs forming with heat-insulating wall channels for circulation of the refrigerant. 7. Устройство по пп. 5 и 6, отличающееся тем, что конденсатор твердофазного осаждения снабжен испарителем жидкого азота, выполненным в виде двух трубок, подводящих жидкий азот и осушенный воздух и соединенных в виде эжектора, имеющего общий выход на начало канала хладагента. 7. The device according to paragraphs. 5 and 6, characterized in that the solid-phase deposition condenser is equipped with a liquid nitrogen evaporator, made in the form of two tubes supplying liquid nitrogen and dried air and connected in the form of an ejector having a common outlet to the beginning of the refrigerant channel. 8. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что трубка выдачи жидкого хлора снабжена фильтром. 8. The device according to p. 5, characterized in that the tube for issuing liquid chlorine is equipped with a filter.
SU5064698 1992-06-24 1992-06-24 Method and apparatus for condensation of chlorine from exhaust gases RU2071805C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5064698 RU2071805C1 (en) 1992-06-24 1992-06-24 Method and apparatus for condensation of chlorine from exhaust gases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5064698 RU2071805C1 (en) 1992-06-24 1992-06-24 Method and apparatus for condensation of chlorine from exhaust gases

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2071805C1 true RU2071805C1 (en) 1997-01-20

Family

ID=21614459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5064698 RU2071805C1 (en) 1992-06-24 1992-06-24 Method and apparatus for condensation of chlorine from exhaust gases

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2071805C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2612719C2 (en) * 2015-07-20 2017-03-13 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" Installation for obtaining water condensate from air and method for concentrating impurities from air, carried out on installation
CN110732216A (en) * 2019-11-06 2020-01-31 中国原子能科学研究院 chlorine-containing waste gas treatment device
RU2713780C1 (en) * 2019-04-25 2020-02-07 Алексей Николаевич Паркин Method for efficient heat exchange in a heat exchanger of a cryogenic installation (versions)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1716574, кл. G 21 F 9/02, 1992. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2612719C2 (en) * 2015-07-20 2017-03-13 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" Installation for obtaining water condensate from air and method for concentrating impurities from air, carried out on installation
RU2713780C1 (en) * 2019-04-25 2020-02-07 Алексей Николаевич Паркин Method for efficient heat exchange in a heat exchanger of a cryogenic installation (versions)
CN110732216A (en) * 2019-11-06 2020-01-31 中国原子能科学研究院 chlorine-containing waste gas treatment device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5512084A (en) Method of removing organic contaminants
JPS6330075B2 (en)
US5307638A (en) Process to recover solvents from waste gases
ES2552341T3 (en) Device for cooling material streams
RU2071805C1 (en) Method and apparatus for condensation of chlorine from exhaust gases
EP0737499B1 (en) A method of condensing a volatile compound out of a gas stream and an apparatus for this purpose
JP2004085192A (en) Method and apparatus for producing purified liquid
US4877080A (en) Process and apparatus for cooling a fluid
JP2996955B1 (en) Air purification equipment
CN215822390U (en) Liquid nitrogen condensing system for oil gas recovery
US4538423A (en) Cooling apparatus and cooling trap including such an apparatus
DE102017007031B3 (en) Apparatus and method for separating vapors from a gas stream
US5398513A (en) Regenerative vapor condenser
CN104787729B (en) Sulfur steam collecting device and sulfur steam collecting method
RU2362607C1 (en) Desublimation device
CN204661323U (en) A kind of sulphur vapor collection setup
US4608119A (en) Apparatus for concentrating aqueous solutions
CN100393611C (en) Process of condensing sulfuric acid vapor for producing sulfuric acid
JPS61254225A (en) Apparatus for recovering chemical substance in exhaust gas
JP3645526B2 (en) High performance helium gas purifier
US5429667A (en) Process for the recovery of carbon disulfide from a steam/carbon disulfide mixture
GB2145343A (en) Improved solvent recovery
CN219462558U (en) Switching defrosting condensing equipment and high concentration VOC exhaust treatment system
RU2336112C1 (en) Desublimation device
CN112495124B (en) Method and system for collecting arsenic sulfide from arsenic-removing flue gas in neutral atmosphere and application

Legal Events

Date Code Title Description
REG Reference to a code of a succession state

Ref country code: RU

Ref legal event code: HK4A

REG Reference to a code of a succession state

Ref country code: RU

Ref legal event code: MM4A

Effective date: 20110625