RU2655900C1

RU2655900C1 - Complex installation for production of sorbtion materials

Info

Publication number: RU2655900C1
Application number: RU2017124775A
Authority: RU
Inventors: Валентин Александрович Авраменко; Александр Алексеевич Юдаков; Вениамин Викторович Железнов; Александр Юрьевич Чириков; Павел Витальевич Добржанский; Денис Алексеевич Саланин; Игорь Юрьевич Буравлев
Priority date: 2017-07-11
Filing date: 2017-07-11
Publication date: 2018-05-29

Abstract

FIELD: technology of water and air purification.

SUBSTANCE: invention relates to complex of equipment intended for production of sorption materials for treatment and purification of liquid media contaminated with toxic and radioactive materials, mainly to extract long-lived radionuclides of cesium and strontium from high salt solutions, in particular from liquid radioactive waste. Device comprises connected in accordance with the sequence of technological process, pipelines with blocking and control valves, reactors-mixers for preparation of solutions of initial reagents, pumps for pumping water and solutions of initial reagents into a reactor for synthesis of sorption material, connected with the consumption tanks of reagents and with source of water provided with a cleaner, slurry pump to feed synthesized material into thickener, a slurry tank with nonconventional fraction of sorption material, drying box for drying and subsequent calcination of sorption material, means for its grinding and sieving. Synthesis reactor is designed as autoclave, outlet of which, through intermediate tank, is connected with thickener in form of dryck-filter, from which thickened product is transferred to drying box, and filtrate into collection tank for liquid waste. Outlet of liquid waste collector is connected with an additional inlet to synthesis reactor, additional outlet of which is connected with liquid waste collection tanks. Reactor-mixer for preparation of solution of toxic initial reagent, in particular barium chloride, is equipped with top-mounted rasterizer in form of sealed bin with self-sealing lid, equipped with safe opening of bags with dry reagent and means of irrigation of internal space of bin.

EFFECT: increase the efficiency of installation while increasing its production and environmental safety.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к комплексу оборудования, предназначенного для получения сорбционных материалов для обработки и очистки жидких сред, зараженных токсичными и радиоактивными веществами, преимущественно для извлечения долгоживущих радионуклидов цезия и стронция из высокосолевых растворов, в частности из жидких радиоактивных отходов (ЖРО).The invention relates to a complex of equipment designed to produce sorption materials for the treatment and purification of liquid media contaminated with toxic and radioactive substances, mainly for the extraction of long-lived radionuclides of cesium and strontium from high salt solutions, in particular from liquid radioactive waste (LRW).

Известно описанное в патенте RU 2034647, опубл. 1995.05.10, устройство для получения сорбент для очистки воды от радионуклидов, пестицидов и других распространенных техногенных загрязнителей путем комплексной электрофизической обработки водной взвеси природного известняка, предусматривающей одновременное воздействие гидростатического давления, ультразвука и электромагнитного поля на частоте электрофизического резонанса используемого известняка. Известное устройство содержит гидробарокамеру, снабженную входным каналом для подачи исходного материала; размещенные внутри гидробарокамеры ультразвуковой излучатель и электромагнитную катушку; установленные вне корпуса гидробарокамеры компрессор, соединенный через штуцер с гидробарокамерой, генератор возбуждения ультразвукового излучателя с гермовводами для подачи сигнала возбуждения от генератора на электромагнитную катушку, являющуюся одновременно катушкой возбуждения ультразвукового излучателя, а также соединенную с выходным каналом гидробарокамеры с помощью трубопровода центрифугу для сепарации целевого продукта, сушильную камеру и накопительный бункер. Известное устройство является конструктивно сложным, при этом осуществляемый с его помощью способ не обеспечивает производства селективного сорбента для извлечения радионуклидов стронция и цезия из ЖРО и других высокосолевых растворов.Known described in patent RU 2034647, publ. 1995.05.10, a device for producing a sorbent for purifying water from radionuclides, pesticides and other common technogenic pollutants by means of complex electrophysical treatment of aqueous suspension of natural limestone, which provides for the simultaneous effect of hydrostatic pressure, ultrasound and electromagnetic field at the frequency of electrophysical resonance of the used limestone. The known device comprises a pressure chamber equipped with an inlet channel for supplying source material; an ultrasonic emitter and an electromagnetic coil placed inside the pressure chamber; an compressor installed outside the body of the pressure chamber, connected through a nozzle to the pressure chamber, an excitation generator of an ultrasonic emitter with hermetic inputs for supplying an excitation signal from the generator to an electromagnetic coil, which is also an excitation coil of an ultrasonic emitter, as well as a centrifuge connected to the output channel of the pressure chamber to separate the target product , drying chamber and storage hopper. The known device is structurally complex, while the method carried out with its help does not provide for the production of a selective sorbent for the extraction of strontium and cesium radionuclides from LRW and other high-salt solutions.

Известна установка для производства сорбента типа карбовер-ПСУМ, представляющего собой вермикулит с развитой поверхностью (RU 2544645, опубл. 2015.03.20), в состав которой входит смеситель, оснащенный механическим и пневматическим активирующими устройствами и соединенный магистралями подачи компонентов с бункерами, заполненными исходными компонентами: карбовер и ПСУМ и соединенными посредством дозаторов с полостью смесителя, а также магистраль отвода получаемой композиции в накопитель, устройство для фракционирования и сушки карбовера, источник сжатой газовой среды с нагревателем. Известная установка предназначена для получения сорбента, который является эффективным при очистке водных растворов от органических, минеральных, металлических и сложных композиционных материалов. Однако известная установка конструктивно не обеспечивает возможности осуществления технологического процесса, включающего химическое взаимодействие переведенных в раствор исходных реагентов, с получением селективного сорбента для извлечения долгоживущих радионуклидов цезия и стронция из высокосолевых растворов.A known installation for the production of sorbent type carbover-PSUM, which is vermiculite with a developed surface (RU 2544645, publ. 2015.03.20), which includes a mixer equipped with mechanical and pneumatic activating devices and connected to the supply lines of components with hoppers filled with the original components : carbover and PSUM and connected by means of dispensers to the cavity of the mixer, as well as the line for withdrawing the resulting composition into the drive, a device for fractionation and drying of the carbover, source nickname of the compressed gas medium with a heater. The known installation is designed to produce a sorbent that is effective in the purification of aqueous solutions of organic, mineral, metal and complex composite materials. However, the known installation structurally does not provide the possibility of carrying out a process involving the chemical interaction of the starting reagents transferred to the solution to produce a selective sorbent for the extraction of long-lived radionuclides of cesium and strontium from high salt solutions.

Наиболее близким к заявляемому является технологический комплекс для производства сорбционно-реагентных материалов, селективных к радионуклидам цезия и стронция и обеспечивающих их извлечение из высокосолевых растворов, в частности из ЖРО (ПМ RU 48814, опубл. 2005.11.10), в состав которого входят соединенные трубопроводами с запорными и регулирующими клапанами в соответствии с последовательностью осуществления технологического процесса следующие узлы и детали: снабженные мешалками реакторы-смесители для приготовления растворов исходных реагентов с заданными параметрами, связанные с расходными емкостями реагентов и источником воды, насосы для перекачки воды и растворов исходных реагентов в реактор синтеза сорбционно-реагентного материала, пульповый насос для подачи синтезированного материала в сгуститель, сушильный шкаф для высушивания этого материала и его последующей прокалки, средства для его размола и рассева, а также емкость для суспензии с некондиционной фракцией сорбционно-реагентного материала.Closest to the claimed is a technological complex for the production of sorption-reagent materials selective for cesium and strontium radionuclides and providing their extraction from high salt solutions, in particular from LRW (PM RU 48814, publ. 2005.11.10), which include connected by pipelines with shut-off and control valves in accordance with the sequence of the technological process, the following components and parts: reactor-mixers equipped with stirrers for the preparation of solutions of the starting materials gents with preset parameters associated with reagent consumables and a water source, pumps for transferring water and solutions of the initial reagents to the sorption-reagent material synthesis reactor, a pulp pump for supplying the synthesized material to the thickener, an oven for drying this material and its subsequent calcination, means for its grinding and sieving, as well as a container for a suspension with a substandard fraction of sorption-reagent material.

Недостатком известного технологического комплекса является недостаточная эффективность его работы и недостаточная надежность защиты персонала и окружающей среды в процессе приготовления и использования растворов на основе токсичных реагентов.A disadvantage of the known technological complex is the insufficient efficiency of its work and the insufficient reliability of the protection of personnel and the environment during the preparation and use of solutions based on toxic reagents.

Задачей изобретения является разработка эффективной и одновременно безопасной для здоровья человека и окружающей среды комплексной установки, обеспечивающей получение селективных сорбционных материалов для извлечения радионуклидов цезия и стронция из высокосолевых растворов, в частности из ЖРО, с использованием содержащих обменные катионы бария исходных реагентов.The objective of the invention is to develop an effective and at the same time safe for human health and the environment of the integrated installation, which provides selective sorption materials for the extraction of cesium and strontium radionuclides from high salt solutions, in particular from LRW, using the starting reagents containing exchange barium cations.

Технический результат изобретения заключается в увеличении эффективности установки и повышении ее производственной и экологической безопасности при использовании токсичных исходных реагентов.The technical result of the invention is to increase the efficiency of the installation and increase its industrial and environmental safety when using toxic starting reagents.

Указанный технический результат достигают комплексной установкой для производства сорбционных материалов, содержащей соединенные, в соответствии с последовательностью осуществления технологического процесса, трубопроводами с запорными и регулирующими клапанами реакторы-смесители для приготовления растворов исходных реагентов, насосы для перекачки воды и растворов исходных реагентов в реактор синтеза сорбционного материала, связанные с расходными емкостями реагентов и источником воды, пульповый насос для подачи синтезированного материала в сгуститель, емкость для суспензии с некондиционной фракцией сорбционного материала, сушильный шкаф для высушивания и последующей прокалки сорбционного материала, средства для его размола и рассева, которая, в отличие от известного устройства, дополнительно снабжена очистителем воды, при этом реактор-смеситель, предназначенный для приготовления раствора токсичных исходных реагентов, выполнен с установленным сверху растаривателем в виде герметичного бункера с самоуплотняющейся крышкой для безопасного вскрытия транспортировочных мешков с сухим реагентом и средством орошения внутреннего пространства бункера, реактор синтеза выполнен в виде автоклава, выход которого сообщен со сгустителем через промежуточную емкость, при этом сгуститель выполнен в виде друк-фильтра, из которого промытый сгущенный продукт поступает в индукционную печь, снабженную измельчителем, затем в сушильный шкаф, а фильтрат - в емкости сбора жидких отходов, выход коллектора которых сообщен с дополнительным входом в реактор синтеза, дополнительный выход которого сообщен с емкостями сбора жидких отходов.The specified technical result is achieved by an integrated installation for the production of sorption materials, containing, in accordance with the sequence of the technological process, pipelines with shut-off and control valves, mixing reactors for the preparation of solutions of the starting reagents, pumps for transferring water and solutions of the starting reagents to the sorption material synthesis reactor associated with the supply tanks of reagents and a water source, a pulp pump for supplying synthesized material into a thickener, a container for a suspension with a substandard fraction of sorption material, an oven for drying and subsequent calcination of the sorption material, means for grinding and sieving it, which, unlike the known device, is additionally equipped with a water purifier, while the reactor-mixer, designed for the preparation of a solution of toxic initial reagents, it is made with a top-mounted stripper in the form of a sealed hopper with a self-sealing lid for safe opening of vehicles roving bags with a dry reagent and a means of irrigation of the inner space of the hopper, the synthesis reactor is made in the form of an autoclave, the outlet of which is communicated with the thickener through an intermediate tank, while the thickener is made in the form of a filter filter, from which the washed condensed product enters an induction furnace equipped with a grinder , then to the drying cabinet, and the filtrate to the liquid waste collection tanks, the collector outlet of which is communicated with an additional entrance to the synthesis reactor, the additional outlet of which is communicated with containers Boron liquid waste.

Предлагаемая комплексная установка наглядно показана на чертежах, где на фиг. 1 приведена ее общая схема, на фиг. 2 и фиг. 3 приведен вид растаривателя соответственно спереди и сбоку.The proposed integrated installation is clearly shown in the drawings, where in FIG. 1 shows its general scheme, in FIG. 2 and FIG. Figure 3 shows the unloader in front and side, respectively.

Предлагаемая установка содержит реактор-смеситель 1 для приготовления раствора экологически опасного и вредного для здоровья реагента, в частности хлорида бария, реакторы-смесители 2 для приготовления растворов остальных исходных реагентов с заданными параметрами, растариватель 3, установленный на реакторе смесителе 1, насосы 4, 5 и 6, реактор синтеза 7, деионизатор 8, пульповый насос 9, сгуститель 10, емкости 11 для жидких отходов в виде некондиционной суспензии, содержащей слишком мелкие частицы, сушильный шкаф 12, средство 13 для размола сорбента и средство 14 для его рассева, источник воды 15 с очистителем (обратно-осмотическим насосом либо деионизатором) 8, вакуумный насос 16, водяной 17 и растворный 18 коллекторы, промежуточную емкость 19, индукционную печь 20 с измельчителем, коллектор 21 емкостей 11, дополнительные вход 22 и выход 23 реактора синтеза 7, электромоторы 24 мешалок. Кроме того, установка содержит клапаны запорные проходные 25, клапаны невозвратно-запорные проходные 26, клапаны запорные с электроприводом 27, датчики уровня 28, датчик давления 29 и датчик температуры 30, расходомер 31, весы 32. В состав герметичного растаривателя 3, выполненного с самоуплотняющейся крышкой 33 и смотровым окном 34, входят фиксатор 35 мешков 36, манипуляционные перчатки 37, эластичный контейнер 38 для сбора опорожненных мешков 36, электроталь 39, средство орошения 40 полости растаривателя. Выполненные из металлополиэтилена трубопроводы, кроме коллекторов 17, 18 и 21, на чертежах не показаны.The proposed installation contains a reactor-mixer 1 for preparing a solution of an environmentally hazardous and unhealthy reagent, in particular barium chloride, reactor-mixers 2 for preparing solutions of the remaining initial reagents with specified parameters, a stripper 3 mounted on the reactor of a mixer 1, pumps 4, 5 and 6, synthesis reactor 7, deionizer 8, pulp pump 9, thickener 10, liquid waste container 11 in the form of a substandard suspension containing too fine particles, an oven 12, a sorben milling means 13 this and the means 14 for sieving it, a water source 15 with a purifier (reverse osmosis pump or deionizer) 8, a vacuum pump 16, a water 17 and a solution 18 collectors, an intermediate tank 19, an induction furnace 20 with a grinder, a collector 21 of tanks 11, additional input 22 and output 23 of the synthesis reactor 7, electric motors 24 of the mixers. In addition, the installation contains check valves 25, check valves 26, shut-off valves with electric actuator 27, level sensors 28, pressure sensor 29 and temperature sensor 30, flow meter 31, scales 32. The composition of the hermetic unloader 3, made with self-sealing cover 33 and the viewing window 34, includes the latch 35 bags 36, handling gloves 37, an elastic container 38 for collecting empty bags 36, electric hoist 39, irrigation means 40 of the cavity of the unloader. The pipelines made of metal polyethylene, except for the collectors 17, 18 and 21, are not shown in the drawings.

Узлы предлагаемой комплексной установки для получения сорбционных материалов соединены трубопроводами, снабженными запорными и регулирующими клапанами, в соответствии с последовательностью осуществления технологического процесса. Реактор-смеситель 1 объемом 500 л для приготовления раствора хлорида бария (токсичный реагент) и реакторы-смесители 2, в состав которых входят три емкости объемом по 200 л, предназначенные для приготовления растворов других исходных реагентов, выполнены из полиэтилена и связаны с расходными емкостями реагентов (на чертежах не показаны) и источником воды 15 через очиститель 8.The nodes of the proposed integrated installation for sorption materials are connected by pipelines equipped with shut-off and control valves, in accordance with the sequence of the process. Mixer reactor 1 with a volume of 500 l for the preparation of a solution of barium chloride (toxic reagent) and reactor mixers 2, which include three tanks with a volume of 200 l, designed for the preparation of solutions of other starting reagents, are made of polyethylene and are connected with consumable containers of reagents (not shown in the drawings) and a water source 15 through a cleaner 8.

Реактор синтеза 7 объемом 200 л выполнен в виде снабженного перемешивающим устройством и рассчитанного на температуру до 200°С автоклава, полость которого сообщена посредством вакуумного насоса 16 с выходом водяного коллектора, выходом растворного коллектора, связанного через первый насос с выходами реакторов-смесителей, а через второй насос с выходом реактора-смесителя для приготовления раствора хлорида бария.Synthesis reactor 7 with a volume of 200 l is made in the form of an autoclave equipped with a mixing device and designed for temperatures up to 200 ° C, the cavity of which is communicated by means of a vacuum pump 16 with the outlet of the water collector, the outlet of the solution collector connected through the first pump to the outputs of the mixing reactors, and through the second pump with the outlet of the reactor-mixer for the preparation of a solution of barium chloride.

Растариватель 3, выполненный в виде герметичного бункера из нержавеющей стали с горловиной, перекрываемой самоуплотняющейся крышкой 33, герметично установлен непосредственно на реактор-смеситель 1 таким образом, чтобы хлорид бария, высыпаясь из мешка 36, сразу попадал в залитую в упомянутый реактор-смеситель воду. Крышка 33 с закрепленным на ней фиксатором 35 мешков 36 выполнена с конической кромкой, соответствующей форме конической кромки горловины. Для растаривания мешков 36 используют нож, для манипуляции которым предназначена манипуляционные перчатки 37, а для наблюдения за ходом этой операции с целью контроля служит смотровое окно 34. Для складирования опорожненных мешков 36 в полости растаривателя имеется эластичный контейнер 38 с открытой горловиной, при этом опускание наполненных мешков 36 через горловину в упомянутую полость обеспечивает таль 39. В полости корпуса растаривателя 3 размещено средство орошения 40, обеспечивающее осаждение токсичных пылевых частиц хлорида бария.The unloader 3, made in the form of a sealed stainless steel hopper with a neck overlapped by a self-sealing lid 33, is hermetically mounted directly on the mixer reactor 1 so that barium chloride precipitating from bag 36 immediately enters the water filled into the said mixer reactor. The cover 33 with the latch 35 of the bags 36 fixed thereon is made with a conical edge corresponding to the shape of the conical edge of the neck. A knife is used for unloading the bags 36, for manipulation of which the handling gloves 37 are intended, and for observing the progress of this operation, a viewing window 34 is used for monitoring purposes. For storing the emptied bags 36, an elastic container 38 with an open neck is provided in the cavity of the unloader, while lowering the filled bags 36 through the neck into the aforementioned cavity provides a hoist 39. In the cavity of the housing of the stripper 3, an irrigation means 40 is provided, which provides for the deposition of toxic dust particles of barium chloride.

Таким образом, наличие растаривателя существенно уменьшает возможное вредное воздействие используемого токсичного реагента, такого как хлорид бария, на здоровье обслуживающего персонала и окружающую среду.Thus, the presence of a stripper significantly reduces the possible harmful effects of the toxic reagent used, such as barium chloride, on the health of staff and the environment.

Работа предлагаемой установки осуществляется следующим образом. Согласно реализуемой с помощью предлагаемой установки технологии, для получения сорбционных материалов используют очищенную воду качеством не ниже марки «Б» по ОСТ 11.029.003-80, которую подают в реакторы-смесители, при этом дозируют по показаниям расходомера 31 и/или датчиков уровня 28 и распределяют с помощью подающих клапанов шарового типа, которые срабатывают от сигналов расходомеров 31, и/или датчиков уровня 28, и/или датчиков давления 29, и/или команды оператора.The work of the proposed installation is as follows. According to the technology realized with the help of the proposed installation, purified water with a quality of at least grade “B” according to OST 11.029.003-80, which is fed to the mixer reactors, is used to obtain sorption materials, while dosing according to the readings of the flow meter 31 and / or level sensors 28 and distributed using ball-type feed valves that are triggered by signals from flow meters 31 and / or level sensors 28 and / or pressure sensors 29 and / or operator commands.

Шаровые клапаны из коррозионно-стойкого материала, в зависимости от места установки, рассчитаны на температуру 90 или 150°С, выдерживают давление 3, 10 или 50 кг/см² и обладают стойкостью по отношению к твердым включениям.Ball valves made of corrosion-resistant material, depending on the installation site, are designed for temperatures of 90 or 150 ° C, withstand pressure of 3, 10 or 50 kg / cm ² and are resistant to solid inclusions.

В преимущественном варианте осуществления предлагаемой установки задействованы расходомеры с протоком до 60 л/мин, точностью 0,2 л, с аналоговым выходным сигналом, стойкие к НСl и твердым включениям, а также бесконтактные датчики уровня 28 с аналоговым выходным сигналом и стойкие к HCl датчики давления 29 с диапазоном давлений 0-1 мПа и 0-8 мПа с аналоговым выходным сигналом.In an advantageous embodiment of the proposed installation, flowmeters with a flow rate of up to 60 l / min, accuracy 0.2 l, with an analog output signal, resistant to HCl and solid inclusions, as well as non-contact level sensors 28 with an analog output signal and HCl-resistant pressure sensors are used 29 with a pressure range of 0-1 MPa and 0-8 MPa with an analog output signal.

Исходные материалы и растворы предварительно подготавливают с использованием сушки, прокаливания, растворения, разбавления в соответствии с требованиями конкретных технических условий к производимому сорбенту. Затем дозируют по весу на весах 32, в качестве которых преимущественно используют площадные весы с точностью взвешивания ±0,02 кг, или мерными емкостями по объему и помещают в технологические емкости: реакторы-смесители 1 и/или 2 либо непосредственно в реактор синтеза 7.Raw materials and solutions are preliminarily prepared using drying, calcination, dissolution, dilution in accordance with the requirements of specific technical conditions for the produced sorbent. Then they are dosed by weight on a scale of 32, which is mainly used as an area scale with a weighing accuracy of ± 0.02 kg, or volumetric volumetric containers and placed in technological containers: mixing reactors 1 and / or 2 or directly in the synthesis reactor 7.

Растворение осуществляют при постоянном перемешивании, при этом процесс растворения контролируют по времени, условия растворения, температуру и скорость перемешивания устанавливают и контролируют аппаратно.The dissolution is carried out with constant stirring, while the dissolution process is monitored over time, the dissolution conditions, temperature and mixing speed are set and controlled by hardware.

Готовые растворы перекачивают с помощью насосов 4 и/или 5 в реактор синтеза 7 в количестве и последовательности, которые зависят от производимого сорбента и особенностей технологического процесса его получения, условия которого определяются соответствующими техническими условиями. В качестве насосов 4-6, предназначенных для перекачки воды и растворов исходных реагентов в реактор синтеза 7, преимущественно установлены химические моноблочные центробежные насосы, в частности ХМ 40-32-125П, с давлением нагнетания до 5 кг/см² и расходом 5-10 м³/ч.Finished solutions are pumped using pumps 4 and / or 5 to synthesis reactor 7 in an amount and sequence that depend on the sorbent produced and the features of the process for its preparation, the conditions of which are determined by the relevant technical conditions. As pumps 4-6, designed for pumping water and solutions of the initial reagents into the synthesis reactor 7, mainly chemical monoblock centrifugal pumps, in particular ХМ 40-32-125П, with a discharge pressure of up to 5 kg / cm ² and a flow rate of 5-10 m ³ / h

Для добавления в реактор синтеза 7 твердых реагентов, предусмотренного некоторыми техническими условиями, в реакторе выполнены люки диаметром 120 мм. В этом случае дозировка и добавление производится вручную.To add 7 solid reagents to the synthesis reactor, provided for by some technical conditions, hatches with a diameter of 120 mm are made in the reactor. In this case, the dosage and addition is done manually.

Для растаривания токсичного реагента, частности хлористого бария, с корпуса растаривателя 3 удаляют самоуплотняющуюся крышку 33, коническая часть которой плотно перекрывает проем горловины. В петлях закрепленного на ней фиксатора 35 фиксируют мешок 36, зацепляют крышку 33 талью 39 и опускают через горловину корпуса. Крышку 33 закрывают и затем с помощью манипуляционных перчаток 37 вскрывают мешок ножом. Процесс контролируют визуально через смотровое окно 34. Опорожненный мешок 36 и внутреннюю поверхность корпуса растаривателя 3 омывают водой с помощью средства орошения 40, затем мешок с помощью манипуляционной перчатки 37 удаляют в эластичный контейнер 38, не извлекая наружу.To unload a toxic reagent, in particular barium chloride, a self-sealing cover 33, the conical part of which tightly closes the opening of the neck, is removed from the housing of the stripper 3. In the loops of the latch 35 fixed on it, the bag 36 is fixed, the cover 33 is hooked with the hoist 39 and lowered through the neck of the case. The lid 33 is closed and then, using the handling gloves 37, the bag is opened with a knife. The process is visually controlled through the viewing window 34. The emptied bag 36 and the inner surface of the caster 3 are washed with water using irrigation means 40, then the bag is removed with the handling glove 37 into an elastic container 38 without being pulled out.

Это предотвращает попадание аэрозоля, содержащего хлористый барий, в окружающее пространство и обеспечивает безопасность персонала в ходе приготовления ключевого компонента, необходимого для производства сорбента. Загруженность растаривателя, как правило, составляет 50-100 кг/сут.This prevents the aerosol containing barium chloride from entering the environment and ensures the safety of personnel during the preparation of the key component necessary for the production of sorbent. The load of the unloader, as a rule, is 50-100 kg / day.

При необходимости эти операции повторяются до заданной загрузки реактора-смесителя 1.If necessary, these operations are repeated until the specified load of the reactor-mixer 1.

Параметры реакций синтеза, осуществляемых в реакторе синтеза 7 в течение 4-14 часов, задаются и контролируются с помощью компьютера (на чертежах не обозначен) посредством аппаратуры управления.The parameters of the synthesis reactions carried out in synthesis reactor 7 for 4-14 hours are set and controlled by a computer (not indicated in the drawings) by means of control equipment.

После окончания процессов в реакторе синтеза 7 полученный продукт посредством пульпового насоса 9 перемещают в выполненную из полиэтилена промежуточную емкость 19 объемом 200 л, затем направляют для отжима и промывки в сгуститель 10, представляющий собой друк-фильтр, действующий при повышенном давлении, при этом продукт набивают в рабочую полость пульповым насосом 9 до давления 40 кг/см². Наличие промежуточной емкости обеспечивает стабильную загрузку и стабильный режим работы сгустителя и установки в целом, что особенно необходимо при цикличной схеме работы реактора.After the processes in the synthesis reactor 7 are completed, the resulting product is transferred through a pulp pump 9 to an intermediate container 19 made of polyethylene 200 with a volume of 200 l, then it is sent for squeezing and washing to a thickener 10, which is a druk filter acting at elevated pressure, while the product is stuffed into the working cavity with a pulp pump 9 to a pressure of 40 kg / cm ² . The presence of an intermediate tank ensures a stable loading and a stable operating mode of the thickener and the plant as a whole, which is especially necessary for a cyclic reactor operation scheme.

В качестве пульпового насоса 9 для подачи полученного сорбционного материала в сгуститель в преимущественном варианте выполнения установки использован винтовой насос с давлением нагнетания 60 кг/см² и расходом 3-25 л/мин, например, серии BN, соответствующие поверхности которого должны быть стойкими к соляной кислоте.As a pulp pump 9 for feeding the obtained sorption material to the thickener, in the preferred embodiment of the installation, a screw pump with a discharge pressure of 60 kg / cm ² and a flow rate of 3-25 l / min, for example, of the BN series, the corresponding surfaces of which must be resistant to salt acid.

По достижении заданного давления подача сорбционного материала прекращается и включается его промывка обратным потоком, контролируемая по расходу воды. Затем полученный сорбционный материал отжимают. Количество циклов промывки определяется техническими условиями на конкретный сорбционный материал.Upon reaching a predetermined pressure, the flow of sorption material is stopped and its backwash is turned on, controlled by water flow. Then the resulting sorption material is squeezed. The number of washing cycles is determined by the technical conditions for a particular sorption material.

Промывные воды (жидкие отходы в виде некондиционной суспензии) собираются в емкости 11, которая на практике включает фактически три сообщающиеся друг с другом выполненные из полиэтилена емкости по 500 л, снабженные датчиками перелива. Выход коллектора емкостей 11 сообщен с дополнительным входом в реактор синтеза 7, что обеспечивает возможность доработки до кондиции и утилизации некондиционных по крупности частиц сорбента на последующих циклах работы упомянутого реактора и способствует увеличению эффективности работы установки. Дополнительный выход реактора синтеза 7, посредством насоса связанный с емкостями 11 сбора жидких отходов, служит для сброса промывных вод очистки реактора. Очистка реактора необходима для получения сорбционного материала без нежелательных примесей, которые могут привести к ухудшению его качества.Wash water (liquid waste in the form of substandard suspension) is collected in a tank 11, which in practice includes actually three 500 l containers connected to each other made of polyethylene, equipped with overflow sensors. The output of the reservoir collector 11 is communicated with an additional entrance to the synthesis reactor 7, which provides the possibility of refinement to condition and disposal of substandard particle size sorbent in subsequent cycles of the said reactor and helps to increase the efficiency of the installation. An additional outlet of the synthesis reactor 7, by means of a pump connected to the liquid waste collection tanks 11, serves to discharge the washing water of the reactor cleaning. Cleaning the reactor is necessary to obtain sorption material without undesirable impurities, which can lead to a deterioration in its quality.

После завершения промывки влажный продукт поступает в камеру предварительного измельчения, являющуюся частью индукционной печи 20 непрерывного действия с регулируемой скоростью перемещения продукта, и далее непосредственно в индукционную печь со шнеком для передвижения влажного продукта. Параметры процесса сушки: скорость перемещения в печи; градиент температуры в секциях печи; температура и влажность подаваемого разогретого воздуха или пара, могут регулироваться в широком диапазоне. Выпаренная влага конденсируется в теплообменнике и сливается в канализацию. На выходе получается сухой поддробленный продукт.After washing, the wet product enters the pre-grinding chamber, which is part of a continuous induction furnace 20 with a variable speed of product movement, and then directly into the induction furnace with a screw for moving the wet product. Drying process parameters: speed of movement in the furnace; temperature gradient in sections of the furnace; the temperature and humidity of the supplied preheated air or steam can be controlled over a wide range. Evaporated moisture condenses in the heat exchanger and discharges into the sewer. The output is a dry, crushed product.

Полученный высушенный продукт перемещают в сушильный шкаф 12 объемом до 500 л с температурой нагрева до 500°С для прокаливания сорбционного материала, выполненный из коррозионно-стойкого материала и снабженный средствами циркуляции и вытяжки воздуха. В зависимости от технологических требований время выдержки в сушильном шкафу варьируется от 4 до 24 часов, температура изменяется в интервале от 80°С до 400°С.The obtained dried product is transferred to a drying cabinet 12 with a volume of up to 500 l with a heating temperature of up to 500 ° C for calcining the sorption material, made of a corrosion-resistant material and equipped with air circulation and exhaust systems. Depending on the technological requirements, the exposure time in the drying cabinet varies from 4 to 24 hours, the temperature varies in the range from 80 ° C to 400 ° C.

В процессе сушки и прокаливания частицы полученного продукта склеиваются и спекаются между собой. Для обеспечения требуемого гранулометрического состава спекшиеся и склеенные куски сорбента подвергают размолу с помощью валковой дробилки 13 не менее 1200 кг/ч, с размерами загружаемого материала до 12 мм и минимальным классом дробления 0,25 мм.In the process of drying and calcination, the particles of the obtained product are bonded and sintered between each other. To ensure the required particle size distribution, the sintered and glued pieces of the sorbent are subjected to grinding with a roll crusher 13 of at least 1200 kg / h, with the size of the loaded material up to 12 mm and a minimum crushing class of 0.25 mm.

С помощью средства 14 для рассева, в качестве которого используют виброгрохот известной конструкции с производительностью по сухим продуктам не менее 100 кг/ч, с разделением на четыре фракции -0,5 мм, - 1 мм, -2 мм, +2 мм, производят рассев измельченного сорбционного материала на требуемые фракции. Мелкие, не используемые, фракции поступают на вторичный цикл переработки, чересчур крупные - на повторное измельчение.Using means 14 for sieving, which is used as a vibrating screen of known design with a dry product productivity of at least 100 kg / h, divided into four fractions -0.5 mm, - 1 mm, -2 mm, +2 mm, produce sieving the crushed sorption material into the required fractions. Small, unused, fractions go to the secondary processing cycle, too large fractions go to re-grinding.

Полученный сорбент фасуют в полиэтиленовые мешки по весу с использованием весов 32.The resulting sorbent is Packed in plastic bags by weight using weights 32.

Claims

An integrated plant for the production of sorption materials, containing reactor-mixers for piping the solutions of the starting reagents, pumps for transferring water and solutions of the starting reagents to the synthesis reactor for sorption material connected with pipelines of reactants, in accordance with the sequence of the technological process, connected to pipelines with shut-off and control valves and a water source, a pulp pump for feeding synthesized material to a thickener, a container for suspension and with a substandard fraction of sorption material, an oven for drying and subsequent calcination of the sorption material, means for grinding and sieving it, characterized in that it is additionally equipped with a water purifier, while the reactor-mixer, designed to prepare a solution of a toxic initial reagent, is made with the installed on top of the sealer in the form of a sealed hopper with a self-sealing lid, equipped with a means of safe opening of transport bags with a dry reagent and means of the internal space of the hopper, the synthesis reactor is made in the form of an autoclave, the outlet of which through an intermediate tank is in communication with a thickener made in the form of a filter, the condensed product from which is transferred to an oven, and the filtrate is in a liquid waste collection tank, the collector outlet of which is communicated with an additional entrance to the synthesis reactor, the additional output of which is communicated with containers for collecting liquid waste.