Разделительный газ
Cтраница 2
При этом некоторое количество разделительного газа переходит в тяжелый поток, а некоторое количество газовой смеси, обогащенной легким компонентом, - в разделительный газ. [16]
Работа аппарата регулируется с помощью трех основных вентилей: один из них регулирует подачу питания ( не показан на на рисунке), второй ( Vi) - подачу разделительного газа, а третий ( У2) служит для поддержания нужного соотношения между обогащенной фракцией и отходами. Когда вентиль V2 открыт, давление в области легкого потока уменьшено по сравнению с давлением в области тяжелого потока, и большая часть исходной смеси выходит в виде обогащенной фракции. Разделение имеет место как в случае, когда давление легкого потока больше, чем давление тяжелого, так и в обратном случае, но процесс идет наиболее эффективно, если в обеих областях поддерживается приблизительно одинаковое давление. [17]
 |
Масс-диффузионная ступень ( по Манеру. [18] |
Когда этот поток движется затем вниз по внутренней камере, он увлекает разделительный газ, диффундирующий через перегородку из наружной камеры, и отдает часть исходного газа, успевающую продиффундировать через перегородку в наружную камеру против потока разделительного газа. Так как легкий компонент исходной смеси диффундирует с большей скоростью, чем тяжелый компонент, поток во внутренней камере непрерывно обогащается тяжелым компонентом. [19]
Практически наиболее целесообразно использовать в качестве разделительного газа вещества, имеющие молекулярный вес, близкий к весу разделяемого газа. Разделительный газ должен легко отделяться от разделяемого газа простой конденсацией. При разделении изотопов, имеющих промежуточную массу, в качестве разделительного газа можно использовать водяной пар, ртуть, гексан, ксилол. [20]
Во внутренней камере находитсяч разделительный газ, во второй - поток легкой фракции, в третьей - поток тяжелой и в чет -, вертой - охлаждающая вода. Разделительный газ ( пар) входит в нижнюю часть перфорированной трубы, образующей внутреннюю камеру колонны, проходит в радиальном направлении через отверстия этой трубы и через масс-диффузионную перегородку к поверхности охлаждения между третьей и четвертой камерами, где и конденсируется. Конденсат удаляется с тяжелым потоком из нижней части колонны. [21]
Разделительный газ конденсируется из потока тяжелой фракции равномерно по всей высоте колонны, а не из потоков, оставляющих ступень. Чтобы обеспечить равномерный подвод и конденсацию разделительного газа, в масс-диффузионной колонне имеются 4 камеры вместо двух, используемых в ступени масс-диффузий. [22]
Мольный поток разделительного газа, подводимого к каждой ступени, равен полному мольному потоку питания этой ступени. Последний состоит из смеси разделяемых газов и остатка несконденсировавшегося разделительного газа, поступающего вместе со смесью из соседних ступеней. [23]
Во-первых, масс-диффузион-ная колонна является более эффективным разделительным устройством, так как в колонне можно поддерживать оптимальные условия процесса для всей поверхности перегородки. Для ступени же это невозможно, так как концентрации разделительного газа и потоки через перегородку меняются от точки к точке. [24]
Двигаясь вверх во второй камере, легкий поток непрерывно обогащается легким компонентом, диффундирующим через перегородку против потока разделительного газа. Тяжелый поток, двигаясь вниз, непрерывно обогащается тяжелым компонентом, диффундирующим через перегородку вместе с разделительным газом. [25]
Практически наиболее целесообразно использовать в качестве разделительного газа вещества, имеющие молекулярный вес, близкий к весу разделяемого газа. Разделительный газ должен легко отделяться от разделяемого газа простой конденсацией. При разделении изотопов, имеющих промежуточную массу, в качестве разделительного газа можно использовать водяной пар, ртуть, гексан, ксилол. [26]
Разделительный газ должен быть селективным, иметь высокий коэффициент диффузии в разделяемом газе и легко отделяться от последнего. Но с увеличением молекулярного веса уменьшается его коэффициент диффузии в разделяемом газе. Поэтому практически наиболее целесообразно выбирать разделительный газ приблизительно с тем же молекулярным весом, что и разделяемый газ. [27]
Отдельные ступени этого каскада представляли собой стеклянные ртутные диффузионные насосы, нагнетавшие легкий компонент с несколько большей скоростью, чем тяжелый. Струя пара ртути, поднимающаяся из испарителя, частично отклоняется, и отклоненная часть движется навстречу нагнетаемой исходной смеси. Легкая фракция успевает продиффун-дировать против потока пара ртути и нагнетается в следующую ступень вместе с неотклоненной частью струи паров ртути. Тяжелая фракция питания задерживается парами ртути и нагнетается в ближайшую нижнюю ступень. Особое достоинство аппарата Герца заключается в использовании ртутного диффузионного насоса одновременно в качестве генератора разделительного газа, устройства для фракционирования и насоса для нагнетания обогащенной и обедненной фракций от одной ступени к другой. [28]
Страницы: 1 2