Реактор для проведения гетерогенных радиационно-химических процессов

369 В 01 У 19 ЕНИЯ ТВУ СС 82 а ю.амера еакФ ГОСУДФРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР . иииии ииииииииии и ииииии ИСАНИЕ ИЗ)56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 738650,. кл. В 01 Х 19/08, 19782. фХимическая проьыаленностьф, 1968 г ф 4 с с. 258.3. Авторское свидетельство СР 9 963155, кл, В 01 Х 19/08, 1954) 57 и) 1, РЕАКТОР ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ГЕТЕРОГЕННЫХ РАДИАЦИОННО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, содержащий реакционный со,суд, соединенный с ним облучатель,теплообменную рубашку, трубопроводыподвода реагентов н вывода продуктов реакции, биологическую защиту, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения производительности при одновременном устранении радиоизотопной опасности, облучатель вы-полнен в виде соедийенной с ускорителем заряженных частиц вакуумной камеры с нанесенным на ее внутреннюю поверхность слоем тяжелых металлов или их соединений, при этом теплооб" менная рубашка расположена на внешней поверхности вакуумной камеры, а реакционеий сосуд выполнен в виде раааирякщегося в одном направлении тела вращения.2. Реактор по п,1, о т л и ч щ и й с я тем, что вакуумная к выполнена в виде погруженной в р цнонный сосуд колбы.. 3. Ректор по п,1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что вакуумная . камера выполнена в виде раструба, большее основание которого привыкает к боковой поверхности реакционного сосуда.1058598, Изобретение относится к устройст- метрами по температуре и давлению,вам для проведения радиационно-хими- что препятствует дальнейшей ннтенсических процессов в текучих средах, фикации процесса, повышенный расходпреимущественно гетерогенных, и может энергии на нагревание реагентов донайти применение в производстве, на- рабочих температурпри наличии винепример, оловоорганических соединений, 5 сенного нагревателя и увеличение вре"Известен реактор для проведения мени разогрева, снижение удельнойгазофазных реакций под воздействием производительности в результате уносаускоренных электронов с улучшенными непрореагировавшей дисперсной фазы изгидродинамическими характеристиками, эоны облучения в емкость, расположенсодержащий корпус, крыдку с окном 0 ную вне биологической защиты,для ввода пучка ускоренных электро- Общим недостатком реакторов с ранов, днище, перегородки и штуцера 1 у. диоизотопными гамма-источниками являЙедостатком конструкции данного ется опасность радиоактивного загрязреактора является неизбежное осажде- нения внешней среды в результате раэ, ние твердой фазы на фольге окна для 45 герметизации препаратов источниковввода электронов, снижающее эффектив- при непредусмотренных колебаниях темность использования их энергии в ре- пературы и давления химических проакционном объеме, а также ограничен- цессовный диапазон рабочих давлений (ниже Целью изобретения является увели 10 атм). чение прои:зводительности при одновреИзвестен также реактор для прове менном устранениирадиоизотопнойдения Гетерогейого радиационно-хими- опасности реактора.ческого процесса - синтеза дубитил- Поставленная цель достигается тем,оловоди 6 ромида, содержащий реакцион- что в реакторе для проведения гетероный сосуд цилиндрической форьи, раз- генных радиационно-химических процес.мещенный в нем облучатель со стержне сов, содержащем реакционный сосуд,вым радиоиэотопным гамма-источником, , соединенный с ним облучатель, теплотеплообменную рубашку, мешалку, доза- обменную рубашку, трубопроводы подворующее и пробоотборное устройства и да реагентов и вывода продуктов реактрубопроводы для подвода реагентовции, биологическую защиту, облучательи вывода продуктов реакции. Реактор 30 выполнен в виде соединенной с ускоризаключен в биологическую защиту, в телем заряженных частиц вакуумной какбторой имеется хранилище дяя разме- меры с нанесенным на ее .внутреннюющения источника в нерабочем положе- поверхность слоем тяжелых металловнии Г 2 . или их соединений, при этом теплообНедостатком конструкции этого 35 менная рубашка расположена на внешнейреактора является его небольшая .поверхности вакуумной камеры, а реакудельная производительность, ограни- ционный сосуд выполнен в виде расшиченная удельной активностью радиоиэо- ряющегося в одном направлении телатопных источников и радиусом эффек- вращения,тинного действия радиоизотопного осепри этом вакуумная камера можетвого облучателя - до 0,5 м, а также быть выполнена в виде погруженной врабочими параметрами радиоизотопных реакционный сосуд колбы или в видеисточников - по температуре (др раструба, большее основание которого250 ОС) и давлению до 100 атм ). Сни- . привыкает к боковой поверхности реакжают производительность данного реакционного сосуда.тора также потери излучения в мате- На фиг.1 изображен реактор с облуриале мешалки и простои для замены чателем в:виде колбы, погруженной всальников мешалки, свойства которыхреакционный сосуд на фиг.2 - то же,быстро ухудшаются в зоне облучения. в виде раструба, примакаецего к бокоНаиболее близким к изобретению вой стенке .реакционного сосуда наявляется реактор для синтеза диалки- фиг.3 - реактор с облучателями обоихлоловодцбромидов, содержащий осевой видов на фиг,4 - сечение А-А наоблучатель со стержневым радноизотоп- фиг.1.ным гамма-ясточинком и.биологическую Реактор содержит реакционный созащиту, снабженный расположенной вне суд 1, трубопроводы 2. непрерывнойзащиты емкостью, соединенной с реак-подачи реагентов, облучатель 3, ватором трубопроводами непрерывной куумно-плотно присоединенный к ускоподачи реагентов, причем мешалка, рителю заряженных частиц 4, имеющийнагреватель, пробоотборное и.дрзирую- внутри слой тяжелого металла 5 и снащее устройства установлены иа этой ружирубашку б, а между ниьщ направемкости 3 1 60 ляющие ребра 7. Реактор заключен вНедостатками конструкции такого биологическую защиту 8.реактора являются небольшая удельная Реактор работает следукщим обрапроизводительность, ограниченная зом.удельной активностью радиоизотопных Заранее приготовленную в суспеиэаисточников и их низким рабочим пара-. 65 торе смесь реагентов непрерывно подают в реакционный сосуд 1 по трубопроводу 2 снизу, Ускоренные заряженныечастицы непрерывно поступают в облучатель 3 из ускорителя 4 и тормозятся в слое тяжелого металла 5, где их энергия. преобразуется в тормозное излучение и тепло, которые инициируют химический процесс в реакционной смеси. Теплоноситель непрерывно подают в рубашку 6, где он добавляет тепло, необходиьюе для поддержания процесса, 10 или уносит его излишки, например, на рекуперацию. Выбранная форма реакционного сосуда, например.в виде усечейного конуса, обеспечивает оптимальные условия для поглощения тормозного 5 излучения в реакцирнном объеме, имеющего выраженную направленность, и одновременно позволяет получать в нем слой типа псевдоожиженного для полидисперсной.взвешенной фазы. Взвешен- р ная фаза, таким образом, вся находится в реакционном сосуде 1 и скорость процесса определяется только ее расходом. Это увеличивает производительность реактора по сравнению с прототипом не менее, чем вдвое, Количество энергии излучения, поступающей в реак- ционный объем, регулируЕтся током эа ряженных частиц в широких пределахи легко поддается автоматическому регулированию управлению по сигналам датчиков контрольно-измерительных приборов известными средстваюе практически безынерционно, Температура и давлеиие реагентов при проведении процесса ограничиваются только стойкостью кон- З струкционных материалов реактора.Современные ускорители заряженных частиц, выпускаете для радиационной технологии, при использовании их в комплекте с предложенным реактором 4 О обеспечивают в реакционном объеме мощости поглощенной дозы по меньшей мее на порядок азше доступной с приме. нением радиоизотопных гамма-источников что и обусловливает техникоэкодЬьвческие преимущества предлагаемого реактора.Сравнением показателей предлагаемого реактора В стендовом варианте 3 с действующей заводской установкой выяэлено следующее. Если в реакторе действующей установки, имеющей стержневой облучатель с радиоиэотопным гамма-источником (Со) общей активностью 18 тыс.г-экв, а в реакционном сосуде объемом 20 л получают среднюю мощность поглощенной дозы 100 рад/с и нагревают реакционную смесь до 90 фС отдельным нагревателем за 60 вен, то предлагаеьий реактор в комлекте с ускорителем электронов типа ЛУЭмощностью 2,5-5 кВт позволяет получить от облучателя мощность поглощенной дозы в таком же реакционном объема 1000 рад/с и нагреть реакционную смесь до 90 фС за 35 мин,Использование в облучателе реактора заряженных частиц, энергия которых не цревышает порога ядерных реакций для большинства изотопов конструкционных материалов. 6,58,0 МэВ исключает возникновение радионзотоп ной опасности.Применение предлагаемого реактора позволяет реализовать энергоемкие радиационно-технологические процессы в плане реконструкции действующих предприятий, которые до этого могли быть осуществлены только в активной зоне ядерного реактора и только при сооружении новых предприятий в составе ядернохимнческих комплексов.