DE2504932A1

DE2504932A1 - Fluidduese mit stirnflaechenreinigung

Info

Publication number: DE2504932A1
Application number: DE19752504932
Authority: DE
Inventors: Roger Eldon Anderson; Emil Schmauderer
Original assignee: Aerojet General Corp
Current assignee: Aerojet Rocketdyne Inc
Priority date: 1974-07-15
Filing date: 1975-02-06
Publication date: 1976-02-05
Also published as: US4036434A; CA1014195A; SE7501888L; JPS5111213A; FR2278405B1; FR2278405A1; SE428096B; JPS581632B2; DE2504932C2; GB1494828A

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Fluidzufuhrdüsen und insbesondere eine Düse, die einen Fluidpuffer von geringer Geschwindigkeit erzeugt, um die Verstopfung der Austrittsöffnung derselben durch Anbacken von Feststoffen an dieser zu verhindern.

Bei der Zerstäubung von Fluiden mit starker Neigung zum Anbacken an der Düse, beispielsweise von Fluiden, welche gelöst oder suspendiert Feststoffe enthalten, werden die Fluide durch eine Düse mit einer Austrittsöffnung zugeführt, aus welcher das Fluid austritt. Die

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Versprühungsform aus der Austrittsöffnung ist gewöhnlich derart, daß ein Teil der Fluidmasse unmittelbar nach dem Verlassen der Austrittsöffnung zirkuliert, d.h. umgelenkt und zurückgelenkt wird. Diese zirkulierende Strömung hat zur Folge, daß das Fluid mit der unterstromseitigen Fläche der Düse in Kontakt kommt, sodaß dieser Teil des Fluids infolge Oberflächenspannung od. dgl. an dieser Fläche haften bleibt. Das Fluid trocknet dann und die Feststoffe in diesem bleiben an der Düsenfläche in Form eines Rückstandes haften. Dieser Rückstand baut sich schließlich so weit auf, daß die Austrittsöffnung völlig oder zumindest teilweise blockiert wird, wodurch eine einwandfreie Fluidströmung durch die Düse verhindert wird. Diese Blockierungswirkung kann auch dann eintreten,wenn ein zweites Zerstäubungsfluid verwendet wird, um die Zerstäubung des Fluids, das die gelösten oder suspendierten Feststoffe enthält, zu formen bzw. zu begünstigen. Eine solche Behinderung hat zur Folge, daß die Fluidzufuhr durch die Düse periodisch abgeschaltet werden muß, um das angebackene Material so zu entfernen, daß die einwandfreie Zufuhr des primären Fluids seinen Fortgang nehmen kann.

Eine typische Fluidzufuhreinrichtung, bei welcher das obi. ge Problem kritisch wird, ist die Verarbeitung radioaktiver Abfälle, die gelöste oder suspendierte radioaktive Feststoffe in einer Aufschlämmung enthält. Vor der Beseitigung muß ein solches Fluid bzw. ein solcher Abfallschlamm zur Beseitigung des radioaktiven Materials aus diesem behand elt werden. Eine Möglichkeit der Behandlung dieses Abfalls besteht darin, diesen durch einen Kalzinierofen mit einer Wirbelschicht aus erhitzten, getrockneten Teilchen der Feststoffe zu leiten, die in den vorangehenden Chargen des Abfalls enthalten sind. Die Teilchen der Wirbelschicht werden über das ganze Volumen desselben im wesentlichen gleichmässig verteilt, welche Teilchenverteilung wesentlich

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ist, um die einwandfreie Bildung und Sammlung von nachfolgenden Teilchen aus dem kalzinierten Abfall sicherzustellen, so daß die Teilchen aus der Wirbelschicht entfernt und zu einer Einrichtung ausserhalb des Kalzinierofens zur weiteren Behandlung geleitet werden.

Die Lösung mit radioaktivem Abfall wird mit verhältnismässig hoher Geschwindigkeit in den Kalzinierofen durch eine Sprühdüse geleitet, die oberhalb und im Abstand von der erwähnten Wirbelschicht angeordnet oder direkt in diese geleitet wird. Die Feststoffe in dieser Lösung haben, wenn sie die Austrxttsöffnung einer solchen Düse verlassen, die Neigung zu zirkulieren, wodurch ihre Strömung eine Umkehrung erfährt, wie vorangehend beschrieben, was ein Anbacken an der Fläche der Düse zumindest benachbart der Austrxttsöffnung der Düse, jedoch wahrscheinlicher noch an der Umgebung der Austrxttsöffnung zur Folge hat. Schließlich behindert dieses Anbacken die Austrxttsöffnung so weit, daß die Strömung der Lösung mit radioaktivem Abfall abgeschaltet werden muß, bis das angebackene Material entfernt ist, da sonst eine einwandfreie Arbeitsweise des Systems nicht ohne Beeinträchtigung der Ausbeute fortgesetzt werden kann.

Ein weiterer Nachteil der Verwendung einer Sprühdüse mit einem Kalzinierofen, in welchem sich eine Wirbelschicht befindet, besteht darin, daß das angebackene Material in der Nähe der Stirnfläche der Düse so schwer werden kann und oft auch so schwer wird, daß das angebackene Material durch sein Eigengewicht in die Wirbelschicht fällt. Das zusammengebackte Material nimmt daher seinen Weg nach unten und durch die Wirbelschicht, wodurch deren Integrität zerstört und ihre Wirksamkeit zur Verwendung zum Sammeln von teilchenförmigen Feststoffen, die beim Kalzinieren erhalten

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werden, herabgesetzt wird,

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Düse, bei welcher die Probleme vermieden sind, die durch das Anbacken von Feststoffen an der Fläche der Düse benachbart einer Austrittsöffnung verursacht werden. Es werden daher, wenn das durch die Düse zuzuführende Fluid Feststoffe, wie Salze od. dgl., in Suspension oder Lösung, enthält, diese Feststoffe daran gehindert, an der Düse anzubacken, wodurch eine Verstopfung oder eine anderweitige Störung der Düsenöffnung ausgeschaltet wird.

Für diesen Zweck besitzt die erfindungsgemäße Düse einen Körper, der mit einem ersten durchgehenden Fluidkanal für die Zufuhr eines in einen Raum zu richtenden primären Fluids und einem zweiten Fluidkanal benachbart dem ersten Fluidkanal zur Aufnahme eines Reinigungsfluids versehen ist. Beide Kanäle haben Austrittsöffnungen und der zweite Kanal ist über seine Öffnung mit einem Organ zur Verteilung des Reinigungsfluids gleichmässig zumindest über einen grösseren Teil der Fläche der Düse und für die Zufuhr des Reinigungsfluids mit einer verhältnismässig geringen Geschwindigkeit und einer verhältnismässig geringen Durchfluftmenge zu einem Bereich unmittelbar unterstromsextig der erwähnten Fläche der Düse versehen. Auf diese Weise bildet das durch das Verteilungsorgan hindurchtretende Reinigungsgas einen Fluidpuffer bzw, eine Fluidbarriere awischen der Düse und der zirkulierenden Strömung des primären Fluids, so daß das Letztere mit seinen in Suspension oder in Lösung befindlichen Feststoffen in keiner Weise mit der Düse in Kontakt kommen kann und das Anbacken von Feststoff beim späteren Trocknen des primären Fluids verursachen kann.

Die erfindungsgemäße Düse ist für eine Anzahl verschiedener

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Anwendungsfälle geeignet,, jedoch besonders zur Verwendung für die Zufuhr von Lösungen von radioaktiven Abfällen zu einem Kalzinierofen, damit diese Abfallösungen behandelt werden können, um die Flüssigkeits- und Feststoff raktionen der Lösung zu trennen. Bei der Verwendung in einem Kalzinierofen verhindert die Düse das Aufbauen von zusammengebacktem Material an der Oberfläche der Düse benachbart ihrer Austrittsöffnung. Ausserdem kann, wenn das Aufbauen von solchem zusammengebacktem Material verhindert wird, dieses nicht durch sein Eigengewicht in den unteren Teil des Kalzinierofens fallen und die für diesen wesentliche Wirbelschicht zerstören.

Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Düse besteht darin, daß sie so ausgebildet werden kann, daß sie die Zufuhr eines Zerstäubungsfluids, beispielsweise Luft, ermöglicht, um die Zerstäubung des primären Fluids zu begünstigen. Ferner kann bei richtiger Gestaltung der Düse ein Teil des Zerstäubungsfluids als Reinigungsfluid verwendet werden. Das eine oder beide der Zerstäubungsund Reinigungsfluide können als Wärmeisolierung oder als Heiz- oder Kühlmedium für das primäre Fluid dienen. Das primäre Fluid wird daher gegen unerwünschte nachteilige Phasenveränderungen geschützt, die sonst durch Wärmeübergang an die bzw. von der Anbauwand für die Düse oder auf das Medium bzw. von diesem, in welches das primäre Fluid geleitet wird.

Zu den weiteren Verwendungsmöglichkeiten der Düse gehört das Einspritzen von Lösungen u. dgl. in Sprühtrockner, Verbrennungsöfen, öfen und andere Trocken- oder Verbrennungsanlagen. Ferner kann die erfindungsgemäße Düse in Prozessen verwendet werden, die davon abhängen, daß ein rasches Vermischen von zwei oder mehreren Komponenten bei

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gleichzeitiger Zerstäubung erzielt wird, z.B. bei zweiteiligen Spritzbeschichtungssystemen.

Das Fluidverteilungsorgan für das Reinigungsfluid kann von beliebiger geeigneter Art sein, so lange es eine Vielzahl von sehr engen Fluidkanälen oder -öffnungen bildet, durch welche eine verhältnismässig große Masse Reinigungsfluid gleichmässig auf der unterstromseitigen Fläche des Verteilungsorgans verteilt wird. Für diesen Zweck kann das Verteilungsorgan aus einem Sintermaterial, einem siebartigen Material, einer Plättchenanordnung oder aus einer Reihe von voneinander in Abstand befindlichen konzentrischen Ringen bestehen, die einen geringen Abstand voneinander haben, um feine Schlitze zwischen sich zu begrenzen.

Hauptaufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Düse, die zur Verwendung mit Fluiden geeignet ist, in denen Feststoffe gelöst oder suspendiert sind, die die Neigung haben, sich an der Düse anzubacken, welche Düse mit Mitteln versehen ist, durch welche dieses Anbacken ausgeschaltet wird, um eine Verstopfung der Austrittsöffnung der Düse unabhängig von den Fluidströmungsgeschwindigkeiten des hindurchtretenden Fluids zu vermeiden.

Ferner gehört zur Aufgabe der Erfindung eine Düse der beschriebenen Art, die zwei Fluidkanäle besitzt, von denen der eine für ein zuzuführendes primäres Fluid benutzt wird und der andere für die Zufuhr eines Reinigungsflux ds zu einem Bereich benachbart der öffnung des ersten Kanals, so daß das Reinigungsfluid einen Fluidpuffer bzw, eine Fluidbarriere zwischen der Düse selbst und der zirkulierenden Strömung des primären Fluids bildet, um dadurch einen Kontakt des primären Fluids zum Anbacken an dem Düsenkörper, nachdem das primäre Fluid diesen verlassen hat,

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im wesentlichen auszuschalten und dadurch eine Verstopfung der Austrittsöffnung der Düse zu vermeiden.

Weiter gehört zur Aufgabe der Erfindung die Schaffung einer Düse der vorerwähnten Art, die mit einem Fluidverteilungsorgan quer zur öffnung des Reinigungsfluidkanals versehen ist, so daß die Strömung des Reinigungsfluids gleichmässig in einem Bereich benachbart der Austrittsöffnung des primären Fluids verteilt wird, um dadurch die vorerwähnte Fluidbarriere zu verhindern.

Weitere Ziele und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansieht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düse;

Fig,la eine Ansicht der Düse nach Fig, 1, gesehen in der Richtung der Pfeile Ia-Ia;

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, welche jedoch eine weitere Ausführungsform der Düse zeigt;

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Fluidverarbeitungssystems, bei dem die erfindungsgemäße Düse verwendet werden kann;

Fig. 4- eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, jedoch einer dritten Ausführungsform der Düse;

Fig. 5 und 6 Ansichten der Düse nach Fig. U, gesehen in den Richtungen der Pfeile 5-5 bzw. 6-6;

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Fig. 7 eine der Fig. '4- ähnliche Ansicht, jedoch wieder einer weiteren Ausführungsform der Düse und

Fig. 8 in vergrössertem Maßstab eine Ansicht der Düse nach Fig. 7, gesehen in der Richtung der Pfeile 8-8 in Fig. 7.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düse ist in der Zeichnung allgemein mit 10 bezeichnet, und besitzt einen Körper 12 mit einer im wesentlichen zylindrischen Aussenwand 14, einer im wesentlichen zylindrischen Innenwand 16 und einer im wesentlichen zylindrischen Zwischenwand 18 zwischen den Wänden 14 und 16, Der Körper 12 besitzt eine Rückwand 20 und eine Vorderwand 22, welch letztere eine ringförmige Stirnfläche an der Aussenwand 14, eine ringförmige Stirnfläche 26 an einem verengten vorderen zylindrischen Teil 28 der Wand 16 und eine ringförmige Stirnfläche 30 an einem verengten vorderen zylindrischen Teil 31 der Wand 18.

Die Wand 16 und deren verengter Teil 28 begrenzen einen ersten Fluidkanal 3 2 für ein primäres Fluid bzw. einen Förderstrom von einer geeigneten Quelle (nicht gezeigt) aus. Eine Leitung 34 koppelt diese Quelle mit dem oberstromseitigen Ende des Kanals 32. Ein zweiter Fluidkanal 36 wird zwischen den Wänden 16 und 18 und zwischen den verengten Teilen 2 8 und 31 derselben begrenzt. Der Kanal 3 6 hat einen im wesentlichen ringförmigen Querschnitt und kann durch eine Leitung 38 mit einer Quelle eines Zerstäubungsfluids, beispielsweise Luft od. dgl«, verbunden werden.

Ein dritter Fluidkanal 40 wird zwischen den Wänden 14

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und 18 gebildet und umgibt diese. Der Kanal 40 kann zur Aufnahme eines Reinigungsfluids, wie Luft od. dgl., von einer geeigneten Quelle aus über eine Leitung 4 2 dienen. Wenn Luft in der zu beschreibenden Weise sowohl für die Zerstäubungs- als auch für die Reinigungswirkung verwendet wird, kann der Kanal HO in Fluidverbindung mit der Leitung 38 stehen, wodurch sich die Leitung 42 erübrigt. Die Kanäle 3 2 und 3 6 haben Austrittsöffnungen 44 und 46 in der Ebene der Stirnflächen 24, 26 und 30. Der Kanal 40 endet mit dem Reinigungsfluid-Verteilungsorgan 50 in der Ebene seiner Stirnfläche 22.

Die Stirnwand 2 2 der Düse 10 wird durch ein poröses Verteilungsorgan 50 gebildet, das sich quer über den Reinigungsfluid-Strömungskanal 40 erstreckt. In Fig. 2 ist das Verteilungsorgan 50 ringförmig dargestellt, obwohl es auch eine andere Gestaltung haben kann. Das Organ 50 dient dazu, das Reinigungsfluid, das durch den Kanal 40 strömt, so zu verteilen, daß das Reinigungsfluid in dem mit 5 2 bezeichneten Bereich unmittelbar unterstromseitig des Organs 50 und den Bereich unmittelbar unterstromseitig der Austrittsöffnung 44 des Kanals 3 2 im wesentlichen umgebend gleichmässig verteilt wird. Ausserdem bewirkt das Organ 50 ferner einen Druckabfall des Reinigungsfluids, so daß das Letztere aus dem Organ 50 an seiner Fläche 22 mit einer verhältnismässig geringen Geschwindigkeit und einer verhältnismässig niedrigen Durchflußmenge austritt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, beträgt der Durchmesser des inneren Umfangs des Organs 50 etwa das Zweifache des Durchmessers der öffnung 44. Der Durchmesser des Aussenumfangs des Organs 50 ist etwa 10 - 20 mal grosser als der Durchmesser der öffnung 44. Daher ist der effektive Flächeninhalt der Stirnfläche des Organs 50 eine Anzahl von Malen grosser

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als der Frontflächeninhalt der Öffnung 44.

Für den Gebrauch wird die Düse 10 in beliebiger geeigneter Weise in einer Halterung 54 angeordnet, beispielsweise in der Wand eines Gefäßes oder Behälters, indem das primäre Fluid geleitet werden soll. Die Leitungen 34, 38 und 4 2 werden dann an die Quellen des primären Fluids, des Zerstäubungsfluxds bzw. des Reinigungsfluids angeschlossen, worauf man die Fluide in der Richtung der in den entsprechenden Leitungen gezeigten Pfeile strömen läßt. Das durch die Leitung 42 hindurchtretende Reinigungsfluid tritt in die Düse 10 ein und da der Kanal 40 die Wand 18 umgibt, füllt das Reinigungsfluid das ganze Volumen des Kanals 40 und strömt zu dem porösen Verteilungsorgan 50 und durch dieses hindurch. Das Reinigungsfluid strömt aus dem Organ 50 heraus, um einen Puffer bzw. eine Barriere von niedriger Geschwindigkeit für die Fraktion des primären Fluids zu bilden, welches die Neigung hat, zu zirkulieren, d.h. zur Umlenkung und Rückwärtsbewegung zur Fläche 22 unmittelbar nach dem Verlassen der Austrittsöffnung 44. Dies hat zur Folge, daß primäres Fluid nicht mit der Fläche 22 in Kontakt kommen kann, so daß das Anbacken von Feststoffmaterial an dieser Fläche im wesentlichen ausgeschaltet ist. Es entsteht daher keine Verstopfung der Austrittsöffnungen 44 und 46, welche den Betrieb der Düse 10 beeinträchtigen könnte.

Das primäre Fluid und das Zerstäubungsfluid unterliegen Drücken und bewegen sich mit Geschwindigkeiten, die denjenigen gleichwertig sind, die bei den herkömmlichen Zerstäubungsdüsen auftreten. Ein typischer Druck des Reinigungsf luids im Kanal 40 ist 2,45 - 2,80 kp/cm² (35 40 psi). Bei diesem Druck kann ein geeignetes Verteilungsorgan 50 eine Dicke von etwa 3,2 mm (etwa 1/8 ") aus rost-

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beständigem Sinterstahl haben.

Das Reinigungsfluid kann entweder eine Flüssigkeit oder ein Gas sein, ist jedoch normalerweise das Letztere.

Wenn Luft sowohl das Reinigungsgas als auch das Zerstäubungsgas bildet, ist es vorzuziehen, daß die Leitung¹^ von der Leitung 38 gesondert ist, so daß eine positive Regelung der Strömung des Reinigungsfluids leichter durchgeführt werden kann.

Das Verteilungsorgan 50 kann von einer beliebigen einer Anzahl verschiedener Arten und Materialien sein und ist gewöhnlich aus einem Metall mit einer feinen Porengröße von durchgehend gleichmässiger Verteilung der Poren. Poröse Sintermetalle und teilweise gesinterte, gepreßte, mehrlagige Siebsätze haben sich als brauchbare Materialien mit poröser Fläche erwiesen. Ein geeigneter mehrlagiger Siebsatz,der für den angegebenen Zweck geeignet ist, wird unter dem Warenzeichen ¹¹RIGIMESH" durch die Firma Pail Corp. 30 Seacliff Avenue, Glencove, New York, USA, hergestellt und in den Handel gebracht. Weitere Arten von Verteilungsorganen sind in den Fig. 4 - 8 gezeigt und werden nachfolgend beschrieben.

Mit Hilfe der Düse 10 werden nicht nur die Probleme des Anbackens an der Düse vermieden, sondern auch insofern ein zusätzlicher Vorteil erzielt, daß innere Mittel für den Wärmeschutz der inneren Strömungskreise, d.h. der Strömungen des primären Fluids und des Zerstäubungsfluids gegen unzulässige Wärmegewinne oder -Verluste von der bzw. an die Düsenhaiterung 54 oder an die Medien, in welche das primäre und das Zerstäubungsfluid geleitet werden, vorhanden sind. Beispielsweise kann das Reinigungs· fluid eine Kühlung eines flüchtigen primären Fluids be-

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wirken und eine innere Verdampfung desselben selbst dann verhindern, wenn die Halterung 5H und/oder die Medien, in welche das primäre Fluid gespritzt oder gerichtet wird, weit über dem Siedepunkt des primären Fluids selbst liegen. Ein ähnlicher Schutz kann dem jeweiligen primären Fluid gegen Gefrieren, Sieden, thermische Degradation od. dgl. durch eine entsprechende Gestaltung des Reinigung luidkreislaufs und durch Temperatur- und Strömungsregelung der Reinigungsfluidzufuhr erhalten werden.

Eine besondere Anwendungsform der Düse 10 ist ihre Verwendung mit einem Kalzinierofen 60 (Fig. 3) von der Art mit einer inneren Wirbelschicht 62, die durch eine Vielzahl getrockneter Teilchen in Suspension gebildet werden, die kontinuierlich oder periodisch durch einen Förderer 64 zu einer Teilchenbehandlungseinrichtung 66, beispielsweise eine Teilchenspeicher- und Beseitigungseinrichtung, gefördert werden. Die Düse 10 kann in die Wand 6 8 des Kalzinierofens 60 entweder an einer ersten Stelle oberhalb der Wirbelschicht 62 oder an einer zweiten Stelle direkt in die Wirbelschicht mündend eingebaut werden. Ein typisches primäres Fluid, das unter Druck in den Kalzinierofen 60 durch die Düse 10 eingespritzt wird, besteht aus Lösungen von radioaktivem Abfall, die Feststoffe in Lösung oder in Suspension enthalten, wobei der Zweck des Kalzinierofens darin besteht, die Flüssigkeits- und Feststoffraktionen voneinander zu trennen und die radioaktiven Feststofffraktionen in der Wirbelschicht zu sammeln und sie zu der Einrichtung 6 6 zur Weiterbehandlung, beispielsweise zur Verpackung und Immobilisation, zu überführen.

Es ist vorzuziehen, die Düse 10 in der unteren Stellung der Fig. 3 zu verwenden, so daß das primäre Fluid unmittelbar in die Wirbelschicht von einer oder mehreren Seiten dersel-

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ben eingespritzt wird. Dies kann ohne nachteilige Beeinflussung der Zusammensetzung der Wirbelschicht erfolgen und geschieht aus zwei Gründen, nämlich um zu verhindern, daß die in den Raum oberhalb der Wirbelschicht eingespritzten feinen Teilchen (wenn sich die Düse 10 im oberen Teil der Fig. 3 befindet) aus dem Kalzinierofen mit dem beim Kalzinieren entstehenden Dampf austreten und den feinen Teilchen, die in die Wirbelschicht von deren Seite eingespritzt werden, Gelegenheit geben, an den relativ grösseren Teilchen der Wirbelschicht anzuhaften, wodurch das Bestreben der feinen Teilchen herabgesetzt wird, sich aus der Wirbelschicht nach oben und aus dem Kalzinierofen zusammen mit dem beim Kalzinieren entstehenden Dampf herauszubewegen.

Eine weitere Ausführungsform der Düse, die in Fig. 2 mit 10a bezeichnet ist, ist der Düse 10 nach Fig. 1 im wesentlichen gleich mit der Ausnahme, daß die Wand 18 weggelassen ist, so daß ein einziges Fluid, welches das Zerstäubungsfluxd und das Reinigungsfluid bildet, in den Kanal 40a eintritt, der eine zylindrische Innenwand 16a umgibt und der von einer zylindrischen Aussenwand 14a umgeben ist. Daher tritt eine Fraktion des einzigen Fluids im Kanal 4Oa über die Öffnung 46a aus und wird zur Zerstäubung des primären Fluids verwendet, das durch den Kanal 44a strömt, während der Rest, dazu verwendet wird, die Fläche des Verteilungsorgans 50a zu reinigen, die den Hauptteil des Kanals 40a beendet. Für diesen Zweck ist das äussere Ende des verengten Teils 28a der Wand 16a zur Stirnebene des Organs 50a verlängert, um eine ringförmige Zerstäubungsöffnung 4 6a zu bilden, durch welche die Fraktion des einzigen Fluids in dem Kanal 40a zur Zerstäubung des primären Fluids hindurchtritt. Der Rest des einzigen Fluids im Kanal 40a strömt durch das Organ 50a

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und tritt aus diesem aus, um den Fluidpuffer demjenigen Teil des primären Fluids entgegenzusetzen, der das Bestreben zur Umlenkung und Rückführung zur Aussenfläche des Organs 50a hat.

Fig. 4-6 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Vertalungsorgans, das allgemein mit 50c bezeichnet ist. Das Organ 50c wird durch eine Plättchenanordnung 70 aus einer Anzahl aufeinandergestapelter miteinander verbundener Platten 72 gebildet, die geätzt oder in anderer Weise so geformt sind, daß sie eine Vielzahl von sehr kleinen, in engen Abständen voneinander befindlichen und gleichmässige Abstände voneinander habenden durchgehenden öffnungen 74 bilden. Die Öffnungen liegen auf radialen Linien mit Bezug auf die Mittelachse des Organs 50c. Obwohl nicht gezeigt, können die Plättchen so geätzt werden, daß sie kreisförmige öffnungen 74 in Anordnungen enthalten, die von der in Fig, 5 gezeigten radialen Anordnung abweichen. Obwohl eine kreisförmige Fläche für das Verteilungsorgan 5 0c gezeigt ist, kann dieses andere Formen haben und beispielsweise quadratisch oder rechteckig sein.

Eine weitere Form des Verteilungsorgans ist in Fig. 7 und 8 gezeigt und allgemein mit 50d bezeichnet. Das Organ 50d wird durch eine Anzahl konzentrischer Ringe 74 gebildet, die einen sehr engen Abstand voneinander haben (der in Fig. 8 stark übertrieben dargestellt ist), so daß sie eine Anzahl sehr schmaler Schlitze 76 bilden, durch welche das Reinigungsfluid hindurchtritt. Durch die Schlitze 7 6 wird das Reinigungsfluid gleichmässig verteilt, so daß das Letztere einen Fluidpuffer unmittelbar unterstromseitig des Organs 50d bildet. Sehr kurze Stege 78 dienen zur Trennung der Ringe 74 voneinander. Diese Stege können entweder in der Umfangsrichtung versetzt oder radial miteinander

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ausgefluchtet sein, je nachdem, was wünschenswerter ist.

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche

( 1./Fluiddüse für ein System zur Verarbeitung von Fluiden, in denen Feststoffe gelöst oder suspendiert sind, gekennzeichnet durch einen Körper (12) mit zwei Fluidkanälen (32, 40), von denen jeder eine Austrittsöffnung (M-H bzw. 50) aufweist und an eine Quelle eines jeweiligen Fluids angeschlossen werden kann, ein Organ (50), das quer zu der zweiten Austrittsöffnung des Kanals (UO) angeordnet ist und dazu dient, das zweite Fluid im wesentlichen gleichmässig über einen Bereich (5 2) unmittelbar unterstromseitig der letzterwähnten Austrittsöffnung zu verteilen und in diesem Bereich einen Fluidpuffer darzustellen.

2, Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilungsorgan (50, 50a, 50c, 50d) die Austrittsöffnung (M-4) des ersten Kanals (32) umgibt.

3, Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilungsorgan durch ein poröses Organ gebildet wird, das dazu dient, einen Fluiddruckabfall zwischen dessen oberstromsextigen und unterstromseitigen .Ende herbeizuführen.

4, Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das

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Verteilungsorgan aus Sintermaterial besteht.

5, Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilungsorgan ein Geflecht mit einer Anzahl einander überlagerten Lagen (72) bildet.

6, Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Kanal (36) zwischen dem ersten Kanal (32) und dem zweiten Kanal (40) vorgesehen ist und eine Austrxttsöffnung (46) benachbart der Austrxttsöffnung (44) des ersten Kanals vorgesehen ist, welcher dritte Kanal an eine Quelle eines Zerstäubungsfluids angeschlossen werden kann.

7. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (12) eine erste rohrförmige Wand (16, 28) aufweist, welche den ersten Kanal (3 2) begrenzt, und eine zweite rohrförmige Wand (14), die den.zweiten Kanal (40) begrenzt, das Verteilungsorgan (50, 50a, 50c, 50d) durch ein poröses Organ gebildet wird, das sich von der erwähnten zweiten Wand nach innen erstreckt und im Abstand von der ersten Wand endet, um eine Austrittsöffnung zu bilden, so daß ein erster Teil des zweiten Fluids durch die erwähnte Austrxttsöffnung strömen kann, um das erste Fluid zu zerstäuben und ein zweiter Teil des zweiten Fluids durch das Verteilungsorgan zur Bildung des erwähnten Fluidpuffers strömen kann.

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8, Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Organ (50c) durch eine Plättchenanordnung (70) gebildet wird.

Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Organ (5Od) durch eine Anzahl konzentrischer Ringe gebildet wird, welche die öffnung des ersten Kanals (32) umgeben, wobei der Abstand (76) zvischen je zwei benachbarten Ringen eine bogenförmige Pore bildet, durch welche das zweite Fluid hindurchtritt.

10. Anlage zur Verarbeitung einer fließfähigen Masse von radioaktiven Abfällen mit Feststoffen in Suspension oder in Lösung, gekennzeichnet durch einen Trockner (60), in welchem sich eine Wirbelschicht (62) befindet, eine Fluidzufuhrdüse (10), die vom Trockner getragen wird, welche Düse einen Körper (12) besitzt, in welchem zwei Fluidkanäle vorgesehen sind, von denen jeder eine Austrittsöffnung aufweist, von welchen Austrxttsöffnungen die eine mit dem Inneren des Trockners in Verbindung steht, und ein Verteilungsorgan (50), (50a), (50c), (50d), welches die Öffnung des ersten Kanals umgibt und quer zu zumindest einem grösseren Teil des zweiten Kanals angeordnet ist, der erste Kanal an eine Quelle der Masse aus radioaktivem Abfall angeschlossen werden kann, der zweite Kanal an eine Quelle eines Reinigungsfluids so angeschlossen werden kann, daß das letztere beim Durchtritt durch das poröse Organ einen Fluidpuffer unmittelbar unterstromseitig desselben bildet, um ein Anbacken der von der radioaktiven Abfallmasse mitgeführten Feststoffe zu verhindern und dadurch eine Ver-

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stopfung der Austrittsöffnung des ersten Kanals zu
vermeiden.

11, Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Kanal zwischen dem ersten und dem zweiten Kanal vorgesehen ist, welcher dritte Kanal eine Austrittsöffnung benachbart der Austrittsöffnung des
ersten Kanals aufweist und an eine Quelle eines Zerstäubungsfluids angeschlossen werden kann.

12, Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalbegrenzungselemente eine Wand aufweisen, welche den ersten Kanal begrenzt, das poröse Organ im Abstand von dieser Wand zur Bildung einer Flüidzufuhröffnung in Verbindung mit dem zweiten Kanal angeordnet ist,
so daß ein Teil des Reinigungsfluids durch die erwähnte öffnung strömen kann, um die Masse der radioaktiven
Abfälle zu zerstäuben.

13, Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet* daß die Düse an den Trockner an einer Stelle im Abstand oberhalb der Wirbelschicht angeschlossen ist.

Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse an den Trockner an einer Stelle an der Seite der Wirbelschicht und in Ausfluchtung mit dieser angeschlossen ist.

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15, Verfahren zur Verarbeitung eines Fluids, in welchem Feststoffe gelöst oder suspendiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Fluid längs eines begrenzten Leitungsweges mit einem Austrittsende geleitet wird, das Fluid aus der Bahn in einen Bereich benachbart dem Austrittsende des Leitungsweges eingeleitet wird und einen Fluidpuffer in der Nähe dieses Austrittsendes des Leitungsweges bildet, um einen wesentlichen Rückfluß des Fluids nach dem Austritt aus dem Leitungsweg zu verhindern und dadurch das Aufbauen der Feststoffe am Austrittsende des Leitungsweges zu vermeiden.

16, Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Fluid längs eines zweiten Leitungsweges benachbart dem ersten Leitungsweg geleitet wird und das zweite Fluid in den erwähnten Bereich mit einer Geschwindigkeit und einer Durchflußmenge eingeleitet wird, die geringer als die Geschwindigkeit und die Durchflußmenge des ersterwähnten Fluids ist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das ersterwähnte Fluid mit einem Teil des zweiten Fluids zerstäubt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das ersterwähnte Fluid mit einem dritten Fluid zerstäubt wird.

19, Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß

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das Einleiten dadurch geschieht, daß das zweite Fluid unter Druck längs und durch eine Vielzahl von Poren gefördert wird, die an einer Stelle in der Nähe des Austrittsendes des zweiten Kanals angeordnet sind, wobei jede Pore im Querschnitt eine Vielzahl von Malen kleiner als der Querschnitt des zweiten Kanals ist.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch-gekennzexchnet, daß das Einleiten unter Druck unter Herabsetzung der Geschwindigkeit und der Durchflußmenge des zweiten Fluids beim Durchtritt desselben durch die Poren geschieht.

21, Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das ersterwähnte Fluid eine Lösung von radioaktivem Material ist.

22. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der erwähnte Bereich einen Teil eines begrenzten Raumes mit einer Wirbelschicht bildet, welches Einleiten dadurch geschieht, daß das ersterwähnte Fluid in den erwähnten Raum oberhalb der Wirbelschicht gefördert wird.

23, Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der erwähnte Bereich ein Teil eines begrenzten Raums einer Wirbelschicht ist, das Einleiten dadurch geschieht, daß das ersterwähnte Fluid in den erwähnten Raum auf die Wirbelschicht zu und in diese hinein von einer Stelle auf der Seite der letzteren gefördert wird.

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