DE3323806A1

DE3323806A1 - Vorrichtung zum kontaktieren teilchenfoermigen materials mit einem prozess-stroemungsmittel

Info

Publication number: DE3323806A1
Application number: DE19833323806
Authority: DE
Inventors: Paul Arnold 37919 Knoxville Tenn. Haas; Allen Dale 37830 Oak Ridge Tenn. Ryon
Original assignee: US Department of Energy
Current assignee: US Department of Energy
Priority date: 1982-07-02
Filing date: 1983-07-01
Publication date: 1984-01-05
Also published as: US4415536A; GB8315436D0; IT1163644B; GB2122915B; GB2122915A; IT8321898A0

Description

Vorrichtung zum Kontaktieren teilchenförmigen Materials mit einem Prozeß-Strömungsmittel

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kontaktieren teilchenförmigen Materials mit einem Prozeß-Strömungsmittel, und insbesondere auf eine U-förmige Säule der Bauart, wie sie zur Kontaktierung von Feststoffen, wie beispielsweise Kernbrennstoffgelkügelchen mit einer Prozeß-Flüssigkeit Verwendung findet.

Die Herstellung von Gelkügelchen, die spaltbares Uran enthalten, macht einen effizienten Kontakt der Kügelchen mit den Prozeß-Flüssigkeiten erforderlich. Aus verschiedenen Gründen wäre es vorteilhaft, kontinuierlich arbeitende Flüssigkeit /Feststoff-Kontakteinrichtungen anstelle der Chargenvorrichtungen zu verwenden, die bislang zur Herstellung solcher Kernbrennstoffe verwendet wurden. Die bislang konstruierten Systeme zum Altern und Waschen von Brennstoffkügelchen in einem kontinuierlichen Verfahren sind jedoch nicht zufriedenstellend hinsichtlich des Flüssigkeit/ Feststoff-Kontakts, und zwar infolge des Nichtvorsehens eines gesteuerten effizienten Gegenstromflüssigkeitsflusses, der die zerbrechlichen Kügelchen ohne Schädigung durch Kontaktzonen führen kann. Kürzlich wurde eine U-förmige Säule als ein Mittel zum kontinuierlichen Kontaktieren von Brennstoffkügelchen mit einer darin fließenden Flüssigkeit getestet, es wurde aber festgestellt, daß die gekurvte Form des unteren Teils der Säule eine übermäßige Ansammlung von Kügelchen darinnen erlaubte, was die Aufrechterhaltung einer konstanten und kontinuierlichen Kugel- oder Kügelchenbe-

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•wegung durch Manipulation des Flüssigkeitsflusses unmöglich machte und Beschädigung der Kugeln oder Kugelchen zur Folge hatte. Es besteht daher ein Bedürfnis nach effektiven Mitteln zur Kontaktierung von Brennstoffkügelchen oder -kugeln mit Prozeß-Flüssigkeiten unter gesteuertem Gegenstromflußbedingungen»

Ein Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung vorzusehen, in der Kernbrennstoffkügelchen mit einer Prozeß-Flüssigkeit kontaktiert werden können, und zwar in einem kontinuierlichen Strömungsprozeß, ohne daß Schädigungen auftreten. Ferner sieht die Erfindung eine Gegenstromflüssigkeit. /Feststoff-Kontaktiervorrichtung vor, bei der in einem Abschnitt Kernbrennstoffgelkügelchen sich in einer Prozeß-Flüssigkeit unter dem Einfluß der Schwere ohne merkliche Mischung der Kügelchen absetzen, während in einem anderen Abschnitt die gleichen Kügelchen zur Abgabe von der Vorrichtung fluidisiert werden.

Diese Ziele werden gemäß einem bevorzugten Äusführungsbeispiel der Erfindung erreicht, welches ein Paar von im wesentlichen zylindrischen Rohren aufweist, die unterschiedliche Durchmesser besitzen, und deren jedes einen geradlinigen unteren Abschnitt besitzt, der mit einem Winkel von ungefähr 45° bezüglich der Horizontalebene geneigt ist, und ein gerader oberer Abschnitt ist im wesentlichen senkrecht zu dieser Ebene angeordnet* wobei die Rohre miteinander an ihren unteren Enden verbindungsmäßig vereinigt sind, und wobei ferner sich eine Leitung in das untere Ende des Rohrs mit dem größeren Durchmesser erstreckt, um Flüssigkeit hxrie inzuleiten, i-jährend eine Leitung zur Einführung eines zweiten Stroms der gleichen Flüssigkeit in das obere Ende des Rohrs mit dem kleineren Durchmesser vorgesehen ist, und wobei schließlich eine Leitung sich in das obere Ende des Rohrs mit einem größeren Durchmesser erstreckt, um einen

Strom aus Flüssigkeit daraus zu entfernen, während eine Leitung teilchenföriniges Material in das obere Ende des Rohrs mit dem größeren Durchmesser einspeist, und wobei schließlich eine Leitung sich in das obere Ende des Rohrs mit dem kleineren Durchmesser erstreckt, um einen Strom der Flüssigkeit und des teilchenförmigen Materials daraus zu entfernen.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie der Zeichnung und den Ansprüchen; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Quer

schnitt eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung

eines Kernbrennstoffverarbeitungssystems, welches drei Flüssigkeit/ Feststoff-Kontaktvorrichtungen der Bauart gemäßg Fig. 1 verwendet.

Es sei nunmehr das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung im einzelnen beschrieben. In Fig. 1 ist mit 10 allgemein eine Flüssigkeit/ Feststoff-Kontaktvorrichtung gemäß der Erfindung bezeichnet, die zwei zylindrische Rohre 12,14 mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist. Bei einem getesteten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat das Rohr 12 einen Innendurchmesser von 5>1 cm,und das Rohr 14 besitzt einen Innendurchmesser von 7,6 cm. Die unteren Enden der Rohre 12, 14 enden an der gleichen Stelle, und das Rohr

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12 steht mit dem Rohr 14 über eine Öffnung in einer Vand 16 in Verbindung, die an beiden Rohren befestigt ist. Jedes Rohr weist einen geradlinig verlaufenden unteren Abschnitt um 45° bezüglich einer horizontalen Ebene geneigt auf5 und ferner ist ein geradliniger oberer Teil vorgesehen, der sich vertikal vom unteren Abschnitt aus erstreckt und mit diesem durch einen gekrümmten Abschnitt verbunden ist. Der untere Abschnitt des Rohrs 12 besitzt eine Länge von ungefähr 3 cm (kurze Seite), der obere Abschnitt dieses Rohrs hat eine Länge von 61 cm, und der gekrümmte Abschnitt zwischen dem geraden Abschnitten ist ein 2 "Zoll IPS Schedule 40,45° Rohr. Der untere Abschnitt des Rohrs 14 besitzt eine Länge von 2 cm (kurze Seite), der obere Abschnitt dieses Rohrs hat eine Länge von 91 cm, und der gekrümmte Abschnitt zwischen den geraden Abschnitten ist ein 5 Zoll IPS Schedule 40,45° Rohr.

Eine Leitung 18 erstreckt sich in abgedichteter Beziehung durch eine Öffnung im unteren Ende des Rohrs 12 und in das untere Ende des Rohrs 14 über einen Abstand von 2 cm hinweg, wobei die Längsachse der Leitung unter einem Winkel von 45° bezüglich einer horizontalen Ebene angeordnet ist, und wobei die Leitung ferner einen Abstand von 0,1 cm gegenüber der Xfand der Leitung 14 besitzt und zudem einen Innendurchmesser von O₅S cm aufweist. Mit dem äußeren Ende der Leitung 18 ist ein Auslaßventil 20 verbunden. Eine mit einem Strömungssteuerventil 24 ausgestattete Leitung 22 ist ebenfalls mit Leitung 18 und mit einer Waschflüssigkeitsquelle verbunden» Eine weitere Leitung 26 ist zum Einspeisen eines zweiten Stroms der gleichen Flüssigkeit in das obere Ende des Rohrs 12 angeordnet. Leitungen 28 bzw. 30 erstrecken sich in die oberen Enden der Rohre 12,14. Leitung 30 steht mit einer üblichen, nicht dargestellten Pumpe in ¥erbindung und ist mit einem Filter 32 ausgestattet. Die Leitung 28 endet als ein offener Abfluß von ein-

stellbarer Höhe. Eine Eingangsleitung 34 erstreckt sich in das obere Ende des Rohrs 14 und stellt die Verbindung mit einer Quelle teilchenförmigen Materials her, was im folgenden noch beschrieben wird.

Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches drei Flüssigkeit / Feststoff-Kontaktvorrichtungen 10a bis 10c aufweist, deren Jede in der oben beschriebenen Weise ausgelegt ist. Zusätzliche Prozeßvorrichtungen in Verbindung mit den Kontaktvorrichtungen 10a bis 10c werden im folgenden beschrieben.

Arbeitsweise der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung. Die Betriebsvorteile der Flüssigkeit/Feststoff-Kontaktvorrichtung gemäß Fig. 1 wurden in Tests nachgewiesen, wo Gelkugeln oder -kügelchen, die Kernbrennstoff in der Form von UO, enthielten, mit 0,5 M NH,OH-Lösung gewaschen wurden. Die Rohre 12,14 der getesteten Vorrichtung waren aus Glas aufgebaut, so daß die darin befindlichen Materialien beobachtet werden konnten. Die Gelkügelchen, die einen Durchmesser von ungefähr 0,35 cm hatten, wurden in das obere Ende des Rohrs 14 mit einer Massenströmungsgeschwindigkeit von 3»5 l/Std. ungefähr 4 Std. lang eingegeben. Während dieser Periode von 4 Std. wurde ein Strom der oben erwähnten NH^OH-Lösung in die unteren Enden der Rohre 12,14 durch Leitung 18 eingeführt, und zwar mit einer Geschwindigkeit von 3>2 l/min über eine erste Zeitperiode von 2 Std. hinweg, und mit einer Geschwindigkeit von 2,9 l/min über eine zweite Zeitperiode von 2 Std. hinweg, und ein zweiter Strom der gleichen Lösung wurde in das obere Ende der Leitung 12 durch Leitung 26 mit einer konstanten Geschwindigkeit von 1,8 l/min eingegeben. Der Innendurchmesser der Leitung 28 betrug 1,7 cm,und das Ende dieser Leitung innerhalb des Rohrs 12 betrug ungefähr 13 cm unterhalb des Flüssigkeitspegels im Rohr 24 während

der oben beschriebenen Waschoperation. Während der anfänglichen zwei Betriebsstunden der Vorrichtung wurde NH^OH-Lösung aus dem oberen Ende 14 durch Leitung 30 mit einer Geschwindigkeit von 0,6 l/min abgezogen,und während der nächsten 2-Stunden-Periode wurde die Waschlösung durch Leitung 30 mit einer Geschwindigkeit von 0,3 l/min abgezogen. Der Teil der Waschflüssigkeit, der in das Rohr 14 durch Leitung 18 eingegeben wurde und der nach oben durch Rohr 12 floß und durch Leitung 28 abgegeben wurde, betrug Z₅6 l/min während der gesamten Waschperiode von 4 Stunden, und sämtliche in das obere Ende des Rohrs 12 durch Leitung 26 eingeführte Waschflüssigkeit wurde auch durch Leitung 28 abgegeben. Die durchschnittliche Zeit, mit der die GeI-kügelchen sich in der Gegenstromwaschzone befanden, betrug 1,3 Stunden«

Der Durchmesser des Rohrs 14 und die Strömungsgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit durch dieses einen größeren Durchmesser besitzende Rohr wurde derart ausgewählt, daß die Gelkügelchen?abgegeben'von Leitung 34, sich in der Waschflüssigkeit unter dem Schwereeinfluß absetzten, und 2MB.V ohne merkliche Mischung (d.h. die Kügelchen setzten sich als ein bewegliches Bett ab), auf diese Weise wurde das Mischen vermieden_?und ein effizienter Gegenstromkontakt der Kügelchen mit der Waschflüssigkeit im Rohr 14 wurde ermöglichte Die Strömungsgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit in dem einen kleineren Durchmesser aufweisenden Rohr 12 war jedoch von solcher Art, daß eine fluidisierte Mischung der Kügelchen und Waschflüssigkeit in diesem Rohr beobachtet werden konnte, wobei diese Mischung aus dem oberen Abschnitt des Rohrs 12 heraus durch Leitung 28 zusammen mit der zusätzlichen Waschflüssigkeit,zugegeben zum Rohr 12 durch Leitung 26, floß, wobei diese zusätzliche Waschflüssigkeit bei der Fludisierung der Kügelchen am oberen Ende des Rohrs 12 unterstützend wirkte.

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Analysen der gewaschenen Kügelchen zeigten NO,- Dekontaminations- oder Entgiftungsfaktoren (d.h. das Verhältnis aus NO,- Ionen im Gleichgewicht mit Einlaßkügelchen zu NO,- Ionen im Gleichgewicht mit gewaschenen Kügelchen) von > 400 für die erste 0,65 Std„-Waschperiode und > 200 für die zweite 0,65 Std.-Waschperiode. Die gewaschenen GeI-kügelchen wurden getrocknet, und es zeigte sich, daS diese eine gute Qualität besaßen und keinerlei Zeichen von Schädigungen oder inadäquatem Waschen aufwiesen. Während des Tests konnte beobachtet werden, daß die V-förmige Gestalt der Flüssigkeit/Fectstoff-Kontaktvorrichtung an den verbundenen unteren Enden der Rohre 12,14 und die Anordnung der Einlaßleitung 18 im Rohr 14 eine gute Fluidisierung der Gelkügelchen an der Verbindung der Rohre vorsahen und infolgedessen eine gute Übertragung der Kügelchen vom Rohr 14 in das Rohr 12. Wie bereits erwähnt, zeigten die mit einer Flüssigkeit/Feststoff-Kontaktvorrichtung mit U-förmiger Konfiguration ausgeführten Tests schlechte Übertragungseigenschaften des teilchenförmigen Materials am Boden der Vorrichtung bei entsprechenden Strömungsbedingungen.

Nachdem die Volumengeschwindigkeit von zu bearbeitenden Feststoffen für einen speziellen Anwendungsfall spezifiziert ist, werden die wichtigen Dimensionen einer Bettfluidisierten Bettsäule wie folgt ausgewählt. Ein Verhältnis des Flüssigkeitsvolumens/Feststoffvolumens wird so ausgewählt, daß dieses das minimale Prozeßerfordernis ohne Verschwendung erfüllt. Dieses Verhältnis mal die Volumengeschwindigkeit der Feststoffe ergibt die Flüssigkeitsgeschwindigkeit durch das sich bewegende Bett. Der Abfallflüssigkeitsaustritt oberhalb des Betts ist diese Geschwindigkeit plus irgendwelche Flüssigkeiten, die mit den Feststoffen eintreten. Die oberflächliche Flüssigkeitsgeschwindigkeit, die die Fluidisierung hervorrufen würde, wird durch bekannte Verfahren der chemischen Ingenieurtechnolo-

gie "berechnete Der Durchmesser des sich bewegenden Betts wird derart ausgewählt, daß sich eine oberflächliche Flüssigkeitsgeschwindigkeit weit unterhalb der Fluidisierungsgeschwindigkelt ergibt. Die Höhe des sich bewegenden Betts wird derart ausgewählt, daß die Feststoffe eine Verweilzeit (Bettvolumen/Volumenströmungsgeschwindigkeit der Feststoffe) besitzen, die notwendig ist, um die Prozeßerfordernisse zu erfüllen. Die Austrittsströmung der Aufschlämmung aus dem fluidisierten Bett muß groß genug sein, um die Feststoffkonzentration zu begrenzen und um ein Verstopfen der Austrittsleitung zu vermeiden. 10 Vol.-% Feststoffe werden üblicherweise gut strömen, und höhere Konzentrationen sind für Aufschlämmungen mit guten Strömungseigenschaften praktikabel. Der Austrittsleitungsdurchmesser muß groß genug sein, um ein Überbrücken durch die größten Feststoffteilchen zu vermeiden; dieser Durchmesser sollte mindestens das Vierfache des maximalen Teilchendurchmessers betragen. Für große Teilchen kann diese Leitungsgröße und die zur Aufrechterhaltung der Feststoffbewegung in der Leitungsgröße erforderliche Geschwindigkeit und die zur Aufrechterhaltung der Feststoffbewegung in der Leitung erforderliche Geschwindigkeit zur Folge haben, daß ein größerer Fluß auftritt als der minimal erforderliche zur Begrenzung der Feststoffkonzentration. Der fluidisierte Bettdurchmesser wird derart ausgewählt, daß der minimale Fludiisierungsfluß überschritten würde, wenn der ganze Austrittsleitungsfluß durch das fluidisierte Bett erfolgte ο Die zwei Einlaßleitungen für Flüssigkeit sind derart bemessen, daß der Austrittsfluß vollständig durch einen Einlaßfluß geliefert werden kann, oder durch irgendeine Aufspaltung dazwischen gemäß einem Erfordernis für gute Steuerung der Feststoffbewegung. Die Höhe der Austrittsabgabe ist einstellbar gemacht und wird durch Beobachtung während des anfänglichen Betrieb;:; eingestellt,um einen vernünftigen Flüssigkeitspegel oberhalb des sich be-

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■wegenden Betts zu ergeben.

Ein Beispiel spezieller Säulengrößenberechnungen ist das folgende. Die Feststoffe sind UCU-Gelkügelchen von 1,5 g/cm Teilchendichte und 5,6 1/Std. Massenvolumenströmungsgeschwindigkeit. Die in den Tests verwendete Waschflüssigkeit war eine wäßrige Lösung, bestehend aus 1,0 M (NH,OH + ΝΗ,ΝΟ^) und anderen gelösten Stoffen mit einer Dichte nahe 1,05 g/cm . Die zwei interessierenden Gelkügelchendurchmesser sind 0,07 cm und 0,35 cm. Ein Flüssigkeitsvolumen/Feststoffvolumen-Verhältnis von 4 wird ausgewählt, um ein gutes Waschen selbst dann zu errrichen, wenn gewisse ungleichmäßige Strömungen oder Auslöschungen auftreten. Die Flüssigkeitsrate oder Geschwindigkeit beträgt dann (4)·(5,6)/6θ = 0,37 l/min, und dies wird der Abfallflüssigkeitsauslaßstrom von oberhalb des sich bewegenden Betts sein. Unter Verwendung der Berechnungsverfahren in Perry's Chemical Engineers' Handbook, Seiten 5-52 bis 5-54, ergeben sich die minimalen Fluidisierungsgeschwindigkeiten zu ungefähr 0,28 cm/s für 0,07 cm Durchmesser und zu 2,8 cm/s für 0,35 cm Durchmesser. Die minimale Gegenstromwaschzeit beträgt ungefähr 2 Stunden für 0,35 cm Durchmesser, könnte aber viel kleiner sein für den kleineren Durchmesser. Der minimale Säulenquerschnitt für den 0,07 cm Durchmesser und die 0,37 l/min beträgt dann 22 cm oder 5,3 cm Durchmesser. Eine konservative Auslegung ist dann ein Viertel der Fluidisierungsgeschwindigkeit oder ungefähr 10 cm oder 4 im Durchmesser. Die Länge des sich bewegenden Bettes zum Erhalt einer 2-stündigen Verweilzeit oder (2) (5,6) Volumen beträgt 40 cm oder 4,7 Fuß. Die Bettlänge könnte wesentlich kürzer für 0,07 cm Durchmesser Kügelchen sein. Die Aufschlämmungsaustrittsraten oder Geschwindigkeiten sollten minimal (10) (5»6)/60 =1,0 l/min betragen. Die Leitungsgrößei solltaifür größere Teilchen als der Durchschnitt ausgelegt sein und sollten ungefähr

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1 cm Innendurchmesser bzw, 2 cm Innendurchmesser für die Oj07 bzw. 0,35 cm durchschnittlichen Teilchengrößen aufweisen.

Die 1_f0 l/min Minimalströmung für die 0,07 cm Kugelchen und der 1 cm Innendurchmesser ergeben einen guten hydraulischen Fluß, aber die 2 cm-Durchmesser-Leitung und die 0,35 Kügelchen benötigen ungefähr 5 l/min. Die maximalen Säulendurchaesser für die Fluidisierung sind dann ungefähr 9 cm und 6 cm für die 0,07 und die 0,35 cm Kügelchen. Ein 5 cm Durchmesser fluidisiertes Bett würde die Fluidisierung gestatten.

Fig. 2 veranschaulicht die Verwendung einer Vielzahl von Flüssigkeit/Feststoff-Kontaktvorrichtungen der beschriebenen Bauart in einem System zur Herstellung von Kernbrennstoffkügelchen. Tropfen einer UO^ enthaltenden Brühe werden von Leitung 36 in ein Geliergefäß 33 abgegeben, und die auf diese Weise gebildeten gelierten Kügelchen werden mittels einer Leitung 40 zu dem einen großen Durchmesser aufweisenden Rohr der Kontaktvorrichtung 10a gebracht. Silikonöl wird vom Tank 42 durch Pumpe 44 über Leitung 46 zum unteren Ende der Kontaktvorrichtung 10a gepumpt, wobei das Öl durch den Erhitzer 48 vor dem Eintreten in die Kontaktvorrichtung erhitzt wird. Silikonöl wird ebenfalls durch Pumpe 44 über Leitung 50 zum oberen Ende des einen kleineren Durchmesser aufweisenden Rohrs der Kontaktvorrichtung gepumpt. Die gelierten Kügelchen werden gehärtet (oder "gealtert")» und zwar durch Kontaktierung mit Silikonöl in Kontaktvorrichtung 10a,und sodann verläuft der Durchgang durch Leitung 52 zum oberen Ende des einen größeren Durchmesser aufweisenden Rohrs der zweiten Kontaktvorrichtung 10b, wobei Trichloräthylen (TCE) eingeführt wird, und zwar über Leitung 54 in das untere Ende der zweiten Kontaktvorrichtung, und zwar ferner mittels Leitung 56 verbunden mit

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Pumpe 53 und einem das TCE enthaltenden Speichertank 60. Eine Abzweigleitung 62 leitet TCE auch in das obere Ende des einen kleineren Durchmesser aufweisenden Rohrs der Kontaktvorrichtung 10b. Das durch das einen größeren Durchmesser aufweisende Rohr der Kontaktvorrichtung 10b laufende TCE wird vom oberen Ende des Rohrs durch eine Leitung 63 zu einer organischen Wiedergewinnungseinheit 64 geleitet, die Silikonöl vom TCE trennt und das TCE zum Tank 60 rückführt. Die Gelkügelchen und die TCE Waschflüssigkeit fließen vom oberen Ende des einen kleineren Durchmesser aufweisenden Rohrs der Kontaktvorrichtung 10b durch Leitung 66 zu einem porösen Transportband 68, wo die Kügelchen von der Waschflüssigkeit getrennt werden und die Kugel chen sodann durch das Transportband zum oberen Ende des einen größeren Durchmesser aufweisenden Rohrs einer dritten Kontaktvorrichtung 10c geführt werden, während die Waschflüssigkeit durch Leitung 70 zurück zum Tank 60 geführt wird. Eine wäßrige Lösung von NH^OH wird durch Pumpe 72 vom Tank 74 durch Leitung 76 in das untere Ende der Kontaktverrichtung 10c und auoh durch Leitung 78 in das obere Ende des einen kleineren Durchmesser aufweisenden Rohrs dieser Kontaktvorrichtung gepumpt. Die in der Kontaktvorrichtung 10c gewaschenen Kügelchen fließen durch Leitung 80 zu einem zweiten porösen Transportband 82, wo die NH;OH-Waschflüssigkeit von den Kügelchen getrennt und zum Tank 74 über Leitung 84 rückgeführt wird, und wobei die Kügelchen durch einen Trockner 86 laufen, bevor sie vom Transportband abgegeben werden. Viele andere Anwendungsfälle für die gemäß der Erfindung ausgebildeten Flüssigkeit/Feststoff-Kontaktvorrichtungen sind dem Fachmann auf dem Gebiet der chemischen Prozeßausrüstung bekannt.

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Zusammenfassend sieht die Erfindung eine Vorrichtung vor zum Kontaktieren von Teilchen mit einem Strömungsmittel, wobei zwei Rohre vorgesehen sind, die unterschiedliche Durchmesser aufweisen; jedes Rohr weist einen geraden unteren Abschnitt, geneigt bezüglich der Horizontalen,und einen geraden vertikalen oberen Abschnitt auf, wobei die unteren Enden .der Rohre miteinander verbunden sind. In die unteren Enden der Rohre eingespeistes Strömungsmittel gestattet das langsame Hinabsteigen der Teilchen in dem einen größeren Durchmesser aufweisenden Rohr und fluidisiert die gleichen Teilchen in dem einen kleineren Durchmesser aufweisenden Rohr,

Claims

O ι ·- τ p ^ Q O ύ - J O υ ΰ R-6022 Vorrichtung zum Kontaktieren teilchenförmigen Materials mit einem Prozeß-Strömungsmittel PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Kontaktierung teilchenförmigen Materials mit einem Strömungsmittel, wobei folgendes vorgesehen ists

ein Paar von im wesentlichen zylindrischen Rohren mit unterschiedlichen Durchmessern und jeweils mit einem geradlinigen unteren Abschnitt, geneigt bezüglich einer Horizontalebene und mit einem geradlinigen, sich vertikal erstreckenden oberen Abschnitt, wobei die Rohre verbindungsmäßig an jedem ihrer unteren Enden vereinigt sind, und wobei das teilchenförmige Material In den oberen Abschnitt des einen größeren Durchmesser aufweisenden Rohrs eingeführt wird, und wobei fer-

ner Mittel vorgesehen sind, um das Strömungsmittel in die unteren Enden der Rohre einzugeben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit Mitteln zur Entfernung des Strömungsmittels von den oberen Abschnitten der Rohre.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschnitt jedes der Rohre mit einem Winkel von ungefähr 45° bezüglich der Horizontalebene geneigt ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Einführen des Strömungsmittels in die unteren Enden der Rohre eine Leitung umfassen, die sich in das Rohr mit dem größeren Durchmesser hineinerstreckt.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um einen zweiten Strom des Strömungsmittels in den oberen Abschnitt des Rohrs mit dem kleineren Durchmesser einzuführen.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 5> gekennzeichnet durch eine Leitung zum Einführen des teilchenförmigen Materials in den oberen Abschnitt des Rohrs mit dem großen Durchmesser.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsmittel eine Flüssiakeit ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Material aus den Kernbrennstoff enthaltenden Gelkügelchen besteht.

9. ü-förmige Säule der Bauart, wie sie zum Kontaktieren von Feststoffen, wie beispielsweise Kernbrennstoffgelkügelchen mit einer Prozeß-Flüssigkeit verwendet wird, wobei folgendes vorgesehen ist: die Schenkel der Säule sind als zylindrische Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern ausgebildet und jeder Schenkel weist einen geradlinigen unteren Abschnitt, geneigt bezüglich einer Horizontalebene, und einen geradlinigen vertikal sich erstreckenden oberen Abschnitt auf.