Термодиффузионная колонна

Союз Советских Социалистических Респ убиип)М, Кл. В 01 В 59/1 тет арст нный к сср изобре крытий по аел ени 53) УДК 6.039(71) Заявите на ТрУдового Красного Знамени инстило- и массообмена им.А.В.Лыкова 4) ТЕРМОДИФФУЗИОННАЯ КОЛОНН е колонкорпус,нюю щей з.ннатво для рах сонагре тающую Изобретение относится к конструк- циям устройств для разделения изотоов и может быть использовано для термодиффузионного разделения изотопов в растворах.Известны термодиффузионны ны, содержащие вертикальный нагреватель и холодильник,Известна также термодиффуэионная колонна, содержащая вертикальный корпус, расположенные в корпусе нагреватель и холодильник, и питающую емкость.Наиболее существенным недостатком известной колонны является низкий выход целевого изотопа. Этот недостаток является следствием молекулярного разделения, приводящего к резкому отклонению от исходного значения концентрации растворенного вещества по концам колонны, т.е. там, где имеет место наибольший по абсолютной величине изотопный сдвиг в конечном продукте. В результате в верху колонны накапливается практически чистый растворитель, а внизу - пересыщенный раствор твердой фазы вплоть до выпадения твердого осадка. Таким образом, вверху значительно снижается содержание разделенного целевогс изотопа, внизу изотопы остаются почти неразделенными. Так, например при разделении изотопа калия в 13- ном водном растворе иодистого калия в колонне высотой 175 мм, концентрация растворенного вещества распределилась так, что в верху колонны конечный продукт содержал менее 0,26 вес.Ъ иодистого калия с изотоп ным отношением К/К, равным 14,251 а внизу - 35 вес.Ъ с отношением К/К, равным 14,05,С целью увеличения выхода целе- ного изотопа в конечном продукте эа счет дополнительного концентри" рования раствора колонна снабжена размещенным в верхней части корпуса испарителем, размещенным в питающей емкости конденсатором и циркуляцион ным трубопроводом, соединяющим верх"и нижнюю части корпуса с питаю- емкостью. На чертеже изображен колонны, продольный разТермодиффузионная ко разделения изотопов в р держит вертикальный кор ватель 2, холодильник 3 емкость 4Ф79231 Формула изобретения Заказ 46477 Подписное ЦНИИ ПИ Тираж иал ПППУжгород,тент ,Проектная, 36/Колонна также снабжена размещенным в верхней части корпуса испарителем 5, размещенным в питающей ем"кости 4 конденсатором б и циркуляционным трубопроводом 7 соединяющимверхнюю и нижнюю части корпуса с питающей емкостью.Термодиффузионная колонна работает следующим образом.Эаполнение колонны рабочим раствором производят с помощью сообщающегося сосуда (на чертеже не показана)через трехходовой кран 8 при открытом кране 9,После заполнения колонны включаютобогрев и охлаждение рабочих поверхностей колонны и при достижении вней заданной средней температурыкран 8 переводят в положение, обеспе.чивающее связь корпуса с питающейемкостью. Одновременно включают испаритель,В результате молекулярного массопереноса в верхней части корпусанакапливается разбавленный раствортвердой фазы, а в нижней частипересыщенный раствор. В испарителе 5происходит частичное выпариваниеразбавленного раствора, вследствиечего концентрация твердой фазы вверхней части корпуса возрастает.Пары растворителя поступают черезкран 9 в конденсатор б, после прохождения которого в виде конденсата стекают в питающую емкость 4,чтосоздает поток чистого растворителя книжней части корпуса через кран 8.Вследствие притока чистого растворителя происходит разбавление пересы щенного раствора, в результате чегоконцентрация твердой раствореннойфазы понижается. Мощность испарителяподбирают таким образом, чтобыубыль растворителя из верхней частикорпуса за счет испарения компенсировать потоком растворителя иэ питающей емкости 4 к нижней части корпусасо скоростью, не превышающей скорости молекулярного переноса. Термодиффуэионная колонна дляразделения изотопов в растворах, содержащая вертикальный корпус, нагреватель, холодильник и питающую емкость, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения выхода целевого изотопа в конечном продукте 25 эа счет дополнительного концентрирования раствора, она снабжена размещенным в верхней части корпуса испарителем, размещенным в питающей емкости конденсатором и циркуляцион ным трубопроводом, соединяющим верхнюю и нижнюю части корпуса с питающей емкостью.