ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кислород из "Химия изотопов Издание 2" В литературе можно найти описание большого количества лабораторных и технологических колонок разнообразных конструкций. Далеко не все они пригодны для разделения изотопов, требующего очень большого числа теоретических тарелок. [c.66] Другое важное требование, которому должны удовлетворять колонки для разделения изотопов, это уменьшение времени достижения стационарного состояния до возможного предела за счет уменьшения емкости колонки и особенно кипятильника при возможно более высокой скорости испарения из кипятильника и скорости подачи сырого материала. [c.66] Все эти требования совместимы лишь в известных узких пределах. Чем выше колонка, тем больше ее емкость и тем труднее ее питать паром в достаточном количестве из кипятильника малой емкости. Уменьшения емкости колонки можно достигнуть уменьшением ее сечения, но это связано с необходимостью уменьшать также скорости подачи и испарения, так как при чрезмерно форсированной работе уменьшается число теоретических тарелок, а также колонка может захлебнуться . [c.66] Очень эффективна, хотя конструктивно сложна, колонка Гефмена и Юри 1222], схематически изображенная на рис. 15 и 16. Она состоит из чередующихся неподвижных и вращающихся на общем вале конических тарелок. Центробежная сила вращения расстилает жидкость тонким слоем по поверхности вращающегося конуса и распыляет ее, сбрасывая с края конуса на стенку колонки. Пар проходит длинный извилистый путь между конусами. Все это обеспечивает тесное соприкосновение жидкости с паром и позволяет сблизить конусы до 1 см, причем 1 — 1,5 пары конусов эквивалентны одной теоретической тарелке при скорости вращения порядка 300 оборотов в минуту. [c.66] Не останавливаясь на ряде других лабораторных или технологических колонок, из которых лишь немногие были применены для разделения изотопов, отметим, что из сплошных насадок лучше всего оправдали себя сетчатые металлические кольца, колпачки или седла из металлической сетки, стеклянные или проволочные спиральки в несколько витков и некоторые зерненые пористые материалы. [c.67] Однократная перегонка жидкого водорода была применена Юри, Брик-веддом и Мерфи [145] в работе, приведшей к открытию дейтерия в 1932 г. Жидкий водород испарялся при давлении, отвечающем его тройной точке (54 мм Hg), до остатка в 1/4000 от первоначального количества. В этом остатке дейтерий был обогащен примерно в 30 раз и был обнаружен спектральным путем. Позже таким п) тем были получены 30%-ный [227] и 50%-ный дейтерий [362]. [c.67] Для этой цели Г ефмен и Юри [222] применили описанную выше вращающуюся колонку высотой 10,7 м и диаметром 18 см с 620 парами конусов. Кипятильник содержал 200 см воды и испарял 33 см /мин при давлении 15 см Hg. Пониженное давление было применено для увеличения коэффициента разделения при температуре кипения 60° под этим давлением величина 1 — а вдвое больше, чем при 100°. Через 10—12 дней было достигнуто в кипятильнике обогащение воды тяжелым кислородом в 4,5 раза, что отвечает 250 теоретическим тарелкам. Во время работы колонка содержала на тарелках 4 л воды. Эти данные отвечают приведенным выше расчетным формулам Концентрат был также обогащен дейтерием в 60 раз. В других опытах при 100° за 70 час. легкая фракция пара на выходе из колонки содержала в 2 раза меньше О , чем исходная вода. [c.68] В аналогичной колонке высотой 2 м и диаметром 15 см с 200 парами конусов О. К. Скарре и автор [220] получили обогащение тяжелым кислородом в 2 раза, что отвечает 90 теоретическим тарелкам . Стационарное состояние достигалось через 2 дня, после чего можно было отбирать 200 см /день концентрата. Он был также обогащен дейтерием в 7 раз. Кипятильник содержал 200 см и испарял 20 см /мин воды при 60°. Эти данные тоже отвечают расчетным формулам. В этой колонке было также получено обогащение этилового спирта тяжелым кислородом [884]. [c.68] Колонка Достровского [225] с насадкой из металлических сетчатых колец, длиной 10 м и диаметром 7 см, давала при 80° через 15 дней 115 см /день воды, обогащенной тяжелым кислородом в 5 раз, что отвечает 270 теоретическим тарелкам. Кипятильник содержал 7б л воды и испарял ее 5 см /мин. Концентрат был также обогащен дейтерием в 180 раз. Тод [226] применил каскад из трех колонок, заполненных зерненым пористым материалом гайдитом . Колонки имели каждая высоту 9 м и диаметры 8,5, 2,7 и 1,9 см. После достижения предельного обогащения можно было отбирать 5—10 см /день воды, обогащенной О в 6—7 раз и О более чем в два раза. Это приблизительно отвечает 450 теоретическим тарелкам. Горизонтальная колонка Н. М. Жаворонкова [1536] высотой 12,5 м с насадкой из проволочных спиралек дала обогащение 3% НаО до 24,5% и имела 975 теоретических тарелок. [c.68] В колонке Ватсона [272] высотой 12 м и диаметром 5 см с сетчатой насадкой через 25 дней легкая фракция была почти свободна от тяжелых изотопов и имела на 240 у меньшую плотность, чем исходная вода. [c.68] Вернуться к основной статье