Инертные газы - Фастовский В.Г.
Скачать (прямая ссылка):
258
ны включением циркуляции инертного газа через установку очистки.
Инертный газ, подаваемый в процессе работы установки для компенсации потерь, должен вводиться в схему циркуляции перед системой очистки.
Если камера заполняется без предварительного эвакуирования воздуха, то его вытесняют продувкой камеры достаточно большим объемом инертного газа. Необходимое для этого количество инертного газа в значительной степени зависит от конфигурации камеры и размещенного в ней оборудования, от числа и объема застойных зон. При совершенном перемешивании продуваемого газа с газом в камере содержание примесей в заполняющей камеру среде может быть определено с помощью уравнения
#к = 100е-"/1Ч (4.3)
где И — расход газа при продувке, м3/ч; ? — продолжительность промывки, ч; V,;-—объем камеры, м3. Расчеты по уравнению (4.3) упрощаются при использовании графика рис. 4.19.
Пример. Камера объемом 2 л3 продувается чистым аргоном, подаваемым ь количестве 6 м3/ч. Согласно графику на рис. 4.19, через 2 ч содержание примесей в среде, заполняющей камеру, составит ~0,027 об. %.
Так как продувка камеры связана с большим расходом чистого газа, то в любой момент времени этот процесс может быть прекращен и окончательная очистка среды от остаточных примесей воздуха осуществлена путем циркуляции газа из камеры через систему очистки. В таком случае для промывки камеры при ее заполнении можно использовать газ технической чистоты.
' В некоторых случаях при заполнении крупных камер используют разность плотностей инертной среды и воздуха. Например, перед подачей аргона в камеру с полезной площадью 12,2x24,4 м (объем около 2000 м3) воздух замещают относительно недорогим и доступным чистым азотом, а затем азот вытесняют аргоном, который подают с расходом 204 м31ч через отверстия в полу камеры-цеха [41]. При этом принимают меры для минимального перемешивания поступающего аргона с азотом, который отсасывается через отверстия, равномерно распределенные в потолке камеры. Когда в отходящем азоте обнаруживается аргон, отсос азота прекращают и устанавливают циркуляцию среды из камеры через систему очистки, включающую низкотемпературную ректификацию для отделения азота от аргона. Перед вскрытием камеры аргон удаляется путем вытеснения азотом, подаваемым через отверстия в потолке цеха. Аргон отводится непосредственно или через установку низкотемпературной ректификации.
В режиме нормальной работы камеры инертная среда вводится в корпус через одно или несколько отверстий, размещае-
9* 259
мых с учетом числа рабочих мест и их расположения в камере. Если содержание активных газов в инертной среде не дблжно превышать г/к (%) и такой газ отсасывается из камеры, а в системе очистки содержание активных примесей снижается до Цч (%), то при объеме камеры (включая объем коммуникаций и вспомогательной аппаратуры системы циркуляции) Ук (м3)
и суммарных натеканиях приме" 'сей т (%/ч) [или 0,01 т м3/(м3-ч)] в установившемся режиме очистки
Уц {у* -Уч) = Укт, (4.4)
где Уц — объем циркулирующего газа, м3/ч. Из уравнения (4.4) находят кратность циркуляции газа через камеры и систему очистки
п =
т
- (4-5)
Ук У к — Уч
Так как обычно уч мало по сравнению с г/к, то кратность циркуляции практически прямо пропорционально возрастает с увеличением уровня натеканий примесей и в первом приближении обратно пропорциональна допускаемой концентрации примесей в инертной атмосфере камеры. Воз-
__ растание кратности циркуляции
8 Я/У* требует повышения производительности циркуляционной газо-Р.ис. 4.19. Номограмма для рас- дувки и увеличения числа аппа-чета остаточного содержания паи-
месей в камере при продувке ее Ратсв в системе очистки, поэтому чистым газом. главное внимание при сооруже-
нии камеры и вспомогательной ч аппаратуры следует обращать на всемерное уменьшение нате-кания примесей.
В практике эксплуатации установок с защитными средами обычно достигается остаточное содержание примесей после аппаратуры очистки примерно 0,005% и суммарное натекание примесей в инертные среды составляет ориентировочно 0,1 %/ч. Поэтому при решении большинства технических задач, когда допускается общее содержание активных примесей около 0,03%< кратность циркуляции не превышает четырех объемов, камеры в час.
В некоторых случаях, особенно в камерах среднего и большого объема, оказывается целесообразным распределять поступающий очищенный газ непосредственно к ограниченному
числу рабочих мест в камере. Одновременно осуществляется отсос загрязненного газа в точках, где в результате технологических процессов выделяется наибольшее количество примесей. Подача чистого газа к месту производства работ и отсос загрязнений в местах их выделения позволяют создать зоны с атмосферой повышенной чистоты и за счет этого значительно уменьшить требуемую кратность циркуляции. '
При осуществлении сложных технологических процессов со множеством отдельных операций возникает необходимость соединить ряд камер (обычно камер с резиновыми рукавицами) в поточную линию с устройствами для перемещения материалов из одной камеры в другую. Такими устройствами могут быть простые тубусы, тубусы с заслонками или шлюзы. Шлюзами снабжаются камеры или группа камер, в которых имеет место выделение специфических загрязнений или радиоактивных изотопов. Такие камеры оборудуются отдельной системой очистки, включающей аппаратуру для удаления этих загряз-, нений. В этом случае группа камер отгораживается шлюзами, которые предотвращают попадание нежелательных примесей вместе с перемещаемым материалом в смежные камеры. Перед сообщением со смежными камерами шлюзы эвакуируются вакуум-насосами или продуваются чистым инертным газом.
