Устройство для радиационной обработки жидкостей ускоренными электронами

Изобретение относится к области радиационной техники. Устройство для радиационной обработки жидкостей ускоренными электронами содержит источник ускоренных заряженных частиц в виде ускорителя электронов с разверткой, реакционную камеру, оснащенную перекрытым фольгой окном, и устройством насыщения жидкости газом, а также входным и сливным патрубками. Реакционная камера выполнена из двух соединенных между собой частей, верхней и нижней, выполненных в виде диффузоров. Верхняя часть камеры установлена диффузором вниз с возможностью формирования потока ускоренных электронов заданной геометрии и интенсивности, а нижняя часть камеры со сливным патрубком установлена диффузором вверх и содержит контур-разбрызгиватель жидкости, размещенный на стенках камеры по ее внутреннему периметру. Для насыщения жидкости газом в нижней части камеры установлен барбатер-смеситель с входным патрубком подачи газа, повторяющий форму низа нижней части реакционной камеры, работающий в противотоке газ-жидкость и обеспечивающий работу камеры в режиме «аппарата идеального смешения». Изобретение позволяет повысить производительность, а также энергетические и экологические показатели. 1 ил.

 

Изобретение относится к области радиационной техники, а именно к устройствам для использования излучения от радиоактивных источников для обработки жидкостей, в том числе для обеззараживания воды, а также для обработки органических жидкостей, топлив и неорганических соединений пучком ускоренных электронов .

Известны технологии обеззараживания воды различными способами, в том числе введением в нее хлора, озоно-воздушной смеси, пучком ускоренных электронов, насыщением жидкими и газообразными компонентами (Л.А.Кульский. Теоретические основы и технология кондиционирования воды, Киев, 1983 г.).

В известных процессах подача реагентов, как жидких, так и газообразных, в обеззараживаемую воду осуществляют путем инжекции. Основной недостаток такой подачи заключается в низкой эффективности использования реагентов.

Известна установка радиационной обработки жидкостей (патент RU №2084405, 1997 г.), содержащая источник ускоренных заряженных частиц с развертывающим устройством, реакционную камеру с вертикальными стенками и фланцем, оснащенную перекрытым фольгой окном и вмонтированным в днище сливным патрубком и полым выдвижным лотком, располагаемым внутри камеры на направляющих и крепящимся при помощи фланца к фланцу камеры. Лоток выполнен коробчатым и снабжен установленными в его верхней части напорной перегородкой со щелью и стенкой, формирующими поток жидкости. Устройство имеет систему патрубков на фланце, верхний и нижний каналы и гидрозатвор для равномерной подачи жидкости на обработку и вывода излишков жидкости, ускоряющий процесс обработки металл в виде сетки, расположенный в жидкости в зоне обработки излучением.

Недостатком известной установки является сложность конструкции реакционной камеры, отсутствие перемешивания и высокая плотность жидкости, протекающей под пучком электронов без воздействия газа, что обуславливает малый пробег электронов в воде, из-за чего снижаются производительность и качество продукции.

В качестве прототипа принято устройство для реализации способа радиационно-химической обработки жидкостей (патент RU №2076001, 1997 г.).

Известное устройство содержит источник ускоренных заряженных частиц в виде ускорителей электронов с системой выпуска пучка электронов, реакционную камеру конусно-коробчатой конструкции, устройство насыщения жидкости газом с распределительными решетками, камеры дообработки и слива облученной жидкости и приемный резервуар.

Недостатками известного устройства является несоответствие конструкции реакционной камеры оптимальным условиям проведения процесса по энергетическим затратам, а также низкая степень смешивания исходных реагентов. Это приводит к низким энергетическим и экологическим показателям известного устройства.

Технический результат, получаемый при реализации предлагаемого устройства, заключается в повышении производительности, а также энергетических и экологических показателей за счет обеспечения оптимального соотношения жидкостной смеси с газом и обеспечения максимально возможного использования энергии излучения ускоренных электронов за счет дифузорной конструкции реакционной камеры.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве для радиационной обработки жидкостей ускоренными электронами, содержащем источник ускоренных заряженных частиц в виде ускорителя электронов с разверткой, реакционную камеру, оснащенную перекрытым фольгой окном и устройством насыщения жидкости газом, а также входным и сливным патрубками, реакционная камера выполнена из двух соединенных между собой частей, верхней и нижней, выполненных в виде диффузоров, при этом верхняя часть камеры установлена диффузором вниз с возможностью формирования потока ускоренных электронов заданной геометрии и интенсивности, а нижняя часть камеры со сливным патрубком установлена диффузором вверх и содержит контур-разбрызгиватель жидкости, размещенный на стенках камеры по ее внутреннему периметру, а для насыщения жидкости газом в нижней части камеры установлен барбатер-смеситель с входным патрубком подачи газа, повторяющий форму низа нижней части реакционной камеры, работающий в противотоке газ-жидкость.

Предлагаемое устройство показано на чертеже.

В состав предлагаемого устройства входят источник ускоренных заряженных частиц в виде ускорителя электронов (УЭ) 1 с разверткой 2, с окном, перекрытым фольгой 4, реакционная камера, состоящая из двух частей, верхней части 3 диффузором вниз, выполненной как продолжение развертки 2 ускорителя 1, и нижней части 5 камеры, диффузором вверх, контур-разбрызгиватель жидкости 6, выполненный в виде трубы с отверстиями, входной патрубок жидкости 7, барбатер-смеситель 8 с входным патрубком подачи газа 9 и сливной патрубок 10 для готового продукта.

Работа устройства происходит следующим образом. Входной патрубок подачи жидкости 7 и входной патрубок подачи газа 9 подключаются к соответствующим магистралям. Из патрубка подачи жидкости 7 через контур-разбрызгиватель жидкости 6 нижняя часть 5 камеры заполняется обрабатываемой жидкостью. Затем из входного патрубка подачи газа 9 через барбатер-смеситель 8 в камеру барбатируется газ до заполнения полученной смесью верхней части 3 реакционной камеры, затем включается ускоритель 1 и через заданное время обработки через сливной патрубок 10 начинается слив готового продукта.

Конструктивные особенности предлагаемого устройства обеспечивают возможность работы реакционной камеры в режиме «аппарата идеального смешения» при получении газо-жидкостной смеси, необходимой для увеличения пробега электронов в облучаемой среде, что дает, в свою очередь, повышение количества использования энергии электронов, снижение неравномерности облучения, повышение качества продукции.

Экспериментальная проверка обеззараживания воды показала, что предлагаемый способ обеспечивает высокий процент летальности тест-организмов, исключает каталитическую очистку озоно-воздушной смеси и выброс в атмосферу озоно-воздушной смеси.

Установка показала свою надежность и позволила получить выход продукта высокого качества.

По мнению авторов, указанные в формуле существенные признаки изобретения необходимы и достаточны для достижения заявленного технического результата.

Устройство для радиационной обработки жидкостей ускоренными электронами, содержащее источник ускоренных заряженных частиц в виде ускорителя электронов с разверткой, реакционную камеру, оснащенную перекрытым фольгой окном и устройством насыщения жидкости газом, а также входным и сливным патрубками, отличающееся тем, что реакционная камера выполнена из двух соединенных между собой частей, верхней и нижней, выполненных в виде диффузоров, при этом верхняя часть камеры установлена диффузором вниз с возможностью формирования потока ускоренных электронов заданной геометрии и интенсивности, а нижняя часть камеры со сливным патрубком установлена диффузором вверх и содержит контур-разбрызгиватель жидкости, размещенный на стенках камеры по ее внутреннему периметру, а для насыщения жидкости газом в нижней части камеры установлен барбатер-смеситель с входным патрубком подачи газа, повторяющий форму низа нижней части реакционной камеры, работающий в противотоке газ-жидкость.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области переработки углеводородного сырья и катализа Изобретение касается способа осуществления каталитической эндотермической реакции газового сырья, в котором подвод тепловой энергии к зоне расположения неподвижного катализатора осуществляют конвекцией от частей корпуса реактора, нагреваемых действием токов высокой частоты, причем корпус реактора выполнен теплоизолированным, а в процессе подвода тепла регулируют подвод по длине слоя катализатора, обеспечивая равномерный прогрев слоя по сечению катализатора за счет встроенных в корпус реактора металлоконструкций, обогреваемых токами высокой частоты.

Изобретение относится к области нефтяной, нефтехимической, газовой, химической промышленности и к области охраны окружающей среды, и более конкретно, к способам утилизации нефтяных остатков и загрязнений, удаленных с водной или твердой поверхностей, а также из сточных вод, и может быть использовано для осуществления природоохранных мероприятий с получением ценных энергоносителей.

Изобретение относится к обработке жидких углеводородных смесей и может использоваться в нефтедобывающей промышленности. .

Изобретение относится к области получения нанодисперсных порошков тугоплавких неорганических материалов и соединений регулируемого химического, фазового и гранулометрического состава.

Изобретение относится к плазмотермической переработке и утилизации твердых и жидких промышленных и сельскохозяйственных отходов (биомассы), позволяющей преобразовать углеродсодержащие соединения и воду в плазмогаз, и может быть использовано в энергетике, на предприятиях химической промышленности, при переработке твердых бытовых отходов.

Изобретение относится к устройству для генерации озона и может быть использовано в химической промышленности и сельском хозяйстве. .

Изобретение относится к способу переработки газообразных алканов путем воздействия ионизирующим излучением на содержащую их сырьевую смесь с получением продуктов радиолиза, в процессе которого из продуктов радиолиза постоянно удаляют водород и конденсируемую фракцию, являющуюся целевым продуктом, а оставшуюся часть смешивают с исходной смесью, содержащей алканы, с получением сырьевой смеси, характеризующемуся тем, что воздействие ионизирующим излучением осуществляют при температуре реакционной смеси не ниже минимальной температуры конденсации низших спиртов и эфиров и не выше 350°С.
Изобретение относится к химической промышленности, где используются процессы диссоциации твердого карбонатного сырья, продукты разложения которого применяются в металлургии, строительной индустрии, целлюлозно-бумажной и сахарной промышленности, в производстве удобрений для сельского хозяйства.
Изобретение относится к способу переработки газов и паров, содержащих от 30 до 60 ат.% углерода, а также до 70 ат.% кислорода и водорода, путем воздействия ускоренными электронами на содержащую их сырьевую смесь с получением продуктов радиолиза, в процессе которого из продуктов радиолиза постоянно удаляют конденсируемую фракцию, включающую целевой продукт, а оставшуюся часть смешивают с исходным газом и/или паром с получением сырьевой смеси, причем в сырьевую смесь добавляют водород, или водородсодержащие соединения углерода, или конденсируемую низкокипящую фракцию с температурой кипения ниже, чем у целевого продукта, поддерживая в реакционной смеси содержание углерода в пределах от 16 до 35 ат.%, не допуская при этом превышения содержания кислорода выше 23 ат.%.

Изобретение относится к электровзрывной дезинтеграции и активации водных суспензий, эмульсий, коллоидных растворов, а также к очистке воды от загрязнителей природного и антропогенного происхождения

Изобретение относится к области радиационной очистки промышленных и бытовых сточных вод, в том числе их обеззараживания и очистки от неорганических и органических соединений, таких как фенолы, нефтепродукты, поверхностно-активные вещества (ПАВ) и др., путем воздействия импульсного электронного пучка

Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к устройствам для обогащения минерального сырья

Изобретение относится к области химической технологии очистки углеводородного газа (попутного нефтяного, природного, пропан-бутановой смеси и др.) от сероводорода и может быть использовано в нефтегазовой, химической и энергетической промышленности

Изобретение относится к плазменной технологии и может быть использовано для получения модифицированных ультрадисперсных порошков в едином технологическом цикле

Изобретение предназначено для получения различных видов битумов и производных продуктов на их основе, например водно-битумных эмульсий, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и химической отраслях промышленности, в строительстве, в том числе дорожном. Устройство для получения битума состоит из пустотелого реактора 1 со встроенным в него сепаратором 5 и кавитационно-вихревым аппаратом 7, связанным с линией подачи сырья 10, 14 и трубопроводом подвода агентирующей среды 12, 16, способствующей преобразованию сырья в целевой продукт, магистрали отвода 24 из реактора 1 целевого продукта и парогазового канала 18 для удаления из реактора парогазовой фазы, при этом реактор 1 выполнен в виде обогреваемой вакуумируемой камеры, а кавитационно-вихревой аппарат 7 состоит из, по меньшей мере, двух соосно и оппозитно расположенных в камере форсунок 8, 9, каждая из которых соединена с линией подачи сырья 10, 14 и трубопроводом подвода агентирующей среды 12, 16, причем в парогазовом канале 18 последовательно установлены, по меньшей мере, один конденсатор 19 с дренажным трактом и одно откачивающее средство 21 для удаления из реактора парогазовой фазы. Изобретение позволяет выполнять все этапы производства битумов в одном реакторе, что уменьшает массогабаритные характеристики битумного производства и сокращает строительные затраты на его создание, а также повысить качество окисленного битума путем удаления из него сопутствующих и побочных продуктов, включая фракции, выкипающие до 490-500°C. 4 ил.

Изобретение относится преимущественно к канальным реакторам АЭС типа РБМК с графитовой кладкой активной зоны. Способ включает снижение температуры облучения графита путем уменьшения аксиальной неравномерности термического сопротивления газового зазора технологического канала графитового ядерного канального реактора за счет заполнения газового зазора гелием с содержанием газовых примесей не выше 2%. Технический результат - продление срока службы графитовой кладки, технологического канала топливной ячейки и реактора в целом, снижение вредного радиоактивного воздействия на окружающую среду, сокращение транспортно-технологических операций с радиоактивными веществами и простоя реактора, снижение дозовых нагрузок на персонал, повышение безопасности реактора, коэффициента использования мощности и выработки электроэнергии. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к пищевой и биоэнергетической промышленностям. Способ плазмохимической очистки газов от органических загрязнений путем пропускания указанных газов через область объемного высоковольтного электрического разряда, при этом плазменную обработку газа производят при давлении ниже атмосферного, а в область электрического разряда дополнительно вводят окислитель и гранулированный катализатор. Установка для плазмохимической очистки газа от органических загрязнений содержит газоразрядную камеру 1 с входным патрубком 2 для ввода очищаемого газа и выходным патрубком 3 для вывода очищенного газа. Отличие: Установка дополнительно содержит подключенный к газоразрядной камере вакуумный насос 4, помещенный внутри указанной камеры 1 в области разряда катализатор 9 и устройство 8 для распределенного подвода к нему окислителя. Достигаемым техническим результатом изобретения является уменьшение энергозатрат и повышение эффективности плазмохимической очистки газов от органических загрязнений в присутствии водяных паров с возможностью изменения режимов процесса для его оптимизации. 2 н.з. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к системам ультрафиолетового излучения, применяемым для уничтожения микроорганизмов, и в частности к способу перемешивания жидкостей в системах, в которых используется ультрафиолетовый свет для обеззараживания жидкостей. Ультрафиолетовые лампы размещаются в потоке жидкости, а модули со смесительными элементами треугольной формы расположены на определенном расстоянии друг от друга вдоль каждой лампы, при этом множество модулей смесительных элементов создает четыре вихря вокруг каждой удлиненной детали, образуя тем самым квадратный массив вихрей. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности очистки сточных вод. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 30 ил.

Изобретение относится к области радиационной техники

Наверх