Фильтр для очистки газов от солевых возгонов

 

СОЮЗ СОВЕТСН34Х

СО!.(ИА ЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (53)5 В 01 0 46 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 23.09.90.Б ол. Р 35 (21) 4! 23284/23-25 (22) 23.09.86 (72) Р. K. Газизов, A. П. Кириллович и И. И. Пугачев (53) 66.067.324 (088.8) (56) Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Хнм и я, 1973, с. 235- 236. (54 ) ФИЛЬТР ДЛ Я ОЧ34СТК И ГАЗОВ ОТ

СОЛFВ)ЛХ ВОЗГОНОВ. (57) Изобретение касается приготовления топлива для ядерных реакторов с использованием голевых расплавов и решает задачу очистки газов, содержащих солевые возгоны. Газ. содержащий солевые возгоны, но подводящему патрубку 2 поступает в корпус фильтря и проходит через фильтрук>щий элемент 4, состоящий из одной или нескольких емкостей 5 с перфорированными

„„80„„33443255 А 1 днищами 6, соединенных .одна с другой по высоте в жесткую конструкцию и заполненных гранулированными нясадкал1и

10. Золя восстановления фильтрующнх свойств фильтрующий элемент 4 периодически встряхива.от специальным устройством 8, соединенным с ним с пол ощью подвески 7. Наличие стержней 9, закрепленных в каждой емкости 5 перпендикулярно оси в один нли несколько рядов, верхний нз которых расположен на 0,8 — 0,95 высоты емкости 5 и заполнение емкостей

5 гранулировяннымн насадками 30 вровень с верхним рядом стержней 9 способствуют увеличению срока работы фильтра без заМс ны гранулнрованной насадки при одновременном сохранении высокой степени очистки газов н без увеличения габаритов фильтря. з.н. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

1443255

Изобретение касается ядерной энергетики, преимущественно приготовления ядерного топлива с использованием солевых расплавов, и может быть использовано для очистки газов, содержащих солевые возгоны.

Цель изобретения — увеличение срока работы фильтра беэ замены гранулированной насадки при одновременном сохранении ! высокой степени очистки газов и без увеличения габаритов фильтра.

На фиг. 1 изображен фильтр, продольный разрез; на фиг. 2 показана одна нз емкостей фнльтрующего элемента, внутри которой установлены четыре ряда стержней; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 2, Насыпной фильтр имеет корпус I с под-. водящим 2 и отводящим 3 гаэ патрубкамн, фильтрующий элемент 4, собранный нэ трех соединенных плотно одна с другой по высоте. емкостей 5 с перфорированными днищами 6, образующих единую жесткую конструкцию, соединенную также жестко с помощью подвески 7 с устройством 8 для встряхивания фнльтруюшего элемента 4.

Каждая емкость 5 снабжена стержнями 9.

Стержни 9 в каждой емкости расположены в четыре горизонтальных ряда. Верхний ряд стержней 9 закреплен на расстоянии

0.8 — 0,95 высоты емкости 5. Гранулирован.ная фнльтрующая насадка (насыпной слой)

10 заполняет емкость 5 до уровня верхнего ряда стержней 9, .т.е. каждая емкость 5 заполнена на 80 — 95Я. Шаг между стержнямн 9 в ряду составляет от трех до двадцати диаметров гранулы, причем для самых крупных гранул выбирают шаг в пять диаметров гранулы 5d=25 мм, для самых мелких—

20d=l4 мм. Стержни 9 в соседних рядах установлены под прямым углом, образуя в проекции решетку. В рядах с .параллельным расположением стержней 9 в вертикальной плоскости последние смещены один относительно другого в шахматном порядке.

Размер гранул в каждой последующей (по ходу газа) емкости 5 уменьшается и имеет, например, следующий состав: 5-3 мм (0,5 дм ), 3-1 мм (0,5 дм ) н 1-0,5 мм (0,5 дм ). Суммарный объем гранулнрованной насадки составляет 1,5 дмз. Размеры . фнл ьтра: дн а метр 115 м м, высота фил ьтрующего элемента 200 мм. Фильтруюший элемент 4 помещен в корпусе 1 с кольцевым зазором 1 I и соединен с ним посредством гибкой диафрагмы 12..

Насыпной фильтр работает следующим образом.

Аэрозоль через подводящий патрубок 2 проходит в фильтруюи нй элемент 4, где очищается, причем на гранулах с уменьшающейся крупностью по ходу аэрозоля возгоны равномерно распределяются по объему фильтрующего элемента. Далее очищенный газ проходит по кольцевому зазору I1 в отводящий патрубок 3. При забивания фильтра возгонами подается сигнал на исполнительный механизм от датчика перехода давления или от реле времени. Фильтрующий элемент 4 встряхивается, в результате чего отрываются солевые пробки по объему фильтра с фронтальных сторон насыпных слоев 1О, а также с днищ 6. Затем фильтрующий элемент 4 под действием силы тяжести опускается вниз, а агрегированные насыпные слои 10 с солевыми осадками

10 продолжают движение вверх по инерции во внутреннем пространстве емкостей 4, сталкиваются со стержнями 9 н, разрушаясь при этом, снижают газодинамическое сопротивление фильтра.

Испытания фильтра проведены в процессе очистки отходящих газов при приготовлении ядерного топлива с использованием солевых расплавов. Фильтр располагался на крышке основного аппарата источника аэрозоля н был соединен с ням под20 водящим патрубком. Фильтр использовался для предварительной очистки и был включен как технологический аппарат дистанционного обслуживания. Расход отходящих хлорсодержащих газов при испытаниях составил 0,3 — 0,4 м /ч; содержание солевых возгонов в аэрозоле при этом составило 2-3 г/м .

Солевые возгоны содержали 60 мас. хлорндов железа, алюминия, магния, кремния, никеля, хрома; 30-40 мас.",г„ хлорида цезия и хлоридов а-активных нуклидов. Скорость отходяших газов в живом сечении фильтра составила 0,015 м/с. Проскок а-активных нуклидов фиксировали на контрольном фильтре, установленном за насыпным фильтром, с помогцью радиометрической установки.

Результаты испытаний приведены в табл.

I H 2.

Прн отсутствии закрепленных в емкостях

5 стержней 9 сохранение автофильтруюших свойств насыпных слоев 10 при встряхивании носит случайный характер и коэффициент очистки достигается. небольшой.

40 Оптимальным является заполнение емкостей 5 насыпного фильтра гранулами на

80 — 95Я при наличии закрепленных в них стержней 9, верхний ряд которых находится на уровне поверхности гранулнрованной насадки 10. В данном случае обеспечивался наибольший эффект сочетания практически неограниченной продолжительности фнльтроцикла н высокой степени очистки, достигаемой за счет сохранения автофильтрующих свойств насыпных слоев 10. Габа5Q риты насыпного фильтра при этом не увеличивали.

При верхнем граничном условии заполнения емкостен гранулами — на 95Я объема коэффициент очистки был высокий, но при работе филЬтра обнаруживалась тензз денция к его забнванню.

При нижнем граничном условии заполнения емкостей фильтра — на 8ОЯ объема забивание - фильтра легко устранялось!

443255

Формула изобретения та бли ца 1

КОЭффИЦИЕНт Очистки (Е =. С /С ) Время от начала фильтрации, сут

Прототип

Встряхивание без стержней, заполнение 85-902

85-90 70

0-1

35-170

170-.500

500-890

36-172

63-316

126-480

199-630

251-708

316-705

34-165

40-199

40-200

З6-170

1-2

63-320

178-630

2-3

3-4

Фильтр забит

32-158

Фильтр забит

4-5

30-1 12

25-66

20-50

16-38

5-6

6-7

315-700

7-8

З10-701

312-702

310-703

9-35

8-9

1З-Зз

9-10

13-гч

10-27

24

З10 при встряхивании, ио понижался коэффициент очистки фильтра.

При фильтрации отходящих газов без встряхивания коэффициент очистки достигал больших значений, однако сопротивление фильтра быстро возрастало; он забивался на вторые — третьи сутки от начала фильтрации.

При заполнении емкостей гранулами менее, чем на 80% забивка фи. ьтров при встряхивании устранялась, но аг 1егированные насыпные слои прн наличии большого свободного объема при встряхиваъии пролетали больший отрезок путк, более интенсивно взаимодействуя со стержнями, прн этом насыпные слои разрушались, перемешивались н перетнрались очень сильно, образуя вторично мелкую пыль. Это приводило к тому, что пыль выносилась на «чистую» сторону фильтра. Коэффициент очистки в процессе фильтрации снижался, при этом на контрольном фильтре регистрировалось быстрое повышение уровня а-активности.

Прн заполнении емкостей фильтра более чем íà 95% по высоте агрегированные насыпные слои не разрушались в должной

З6-17З

35-205

32-66

20-50

26-111

13-39

14-95

25-38 мере и фильтр быстро забивался, хотя при этом коэффициент очистки и возрастал.

l. Фильтр для очистки газов от солевых возгоиов, содержащий корпус с подводящим и отводящим газы патрубкамк, фильтрующий элемент, выполненный нз од-

30 ной или нескольких емкостей с перфорированными днищами, соединенных одна с другой по высоте и заполненных зернистом насадкой, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока работы фильтра без замены гранулированной насадки при одно15 временном сохранении высокой степени очистки газов и без увеличения габаритов фильтра, каждая емкость снабжена по крайней мере одним горизонтальным рядом стержней, расположенных на расстоянии

0,8 — 0,95 высоты емкости от днища до верх20 них краев стерж ей, при этом зернистая насадка расположена на уровне верхнего ряда стержней.

2. Фильтр по и. 1, отличающийся тем, что он снабжен устройством для встря25 хнвания, соединенным подвеской с верхней емкостью.

Предлагаемьнз фильтр с заполнением, ь

СЧ о о ф л о о

СЧ СЧ

I л о с0 О.О О О О О и со с» е» л о о о о о

СЧ сЧ сЧ СЧ сЧ

1 I 1 I о о о

СЧ Ф

3о о о о а л о л о

О О О О О О

СЧ CV СЧ СЧ СЧ I 1 I 1 l о о а с1 а о а М л aO e

О О О О О л со r cn о о о о о

CV СЧ СЧ СЧ СЧ

I I I I е а л о л о

СЧ Ф СС1 о 0

CO Ф о о

СЧ CV !

Ю О

10 о о о ю сл л в о о о

СЧ с Ъ ф3 ! 1 4 Ф» о о о д о

& о

Ое

Ю

О1

Ф Ъ а».

° » СЧ С"Ъ ill О С» !

О С 1 с1 Л О

Оо Ф л ао дл

° ь

Э Ф.

I x ol

CCI K

I» Ih 1

Oe CII о Q оо

Ch g ! я ло о о о ul в о

»в СЧ

1 1 о и

I/I сф о о ссъ л со о

СЧ

° Сф м о ь

CO о

Ю о !

D.ю о о щ с» о о о

СЧ сЧ сЧ

1 I о о

»» СЧ

О

Ю сЧ . 1

Л с

3 1

° »

1

1443255

Составитель И. Дыбовскан

Редактор Е. Хорина Техред И. Верес корректор Э. Лончакова

Заказ 3329 Тираж 558 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениА и открытнА

I l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.. д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4