" ' ' Prijs ƒ 3,- :TROOIRAAD ÏEDERLAND Ter inzage gelegde Octrooiaanvrage Nr. 7 2 0 4 3 18, Int, Cl. C 01 b 4/06. ïndieningsdatum: 30 maart 1972, Datum van terinzagelegging: 2 oktober 1973. 15 uur 30 min. De hierna volgende tekst is een afdruk van de beschrijving met conciusie(s), zoals deze op bovengenoemde datum werd ingediend, alsmede van de ter vervanging van de oorspronkelijk ingediende voor-, lopige tekening(en) nagezonden reglementaire tekenmg(en). Aanvrager: DEUTERIUM CORPORATION, White Plains, lev York, Ver.St.v.Amerika. Gemachtigde: Octrooibureau Vriesendorp & Gaade (Ir. C. M. R. Davidson c.s.) Dr. Kuyperstraat 6, 's-gravenhage. Ingeroepen recht van voorrang: geen Korts aanduiding: Stelsel voor materiaal-uitwisseling.bij. twee r - verschillende "temperaturen.» - De uitvinding heeft betrekking op een stelsel voor materiaal-uitwisseling bij twee verschillende temperaturen voor het concentreren van een begeerd materiaal door bij verschillende temperaturen het begeerde materiaal uit te wisselen met een ander materiaal tussen chemisch verschillende in verhouding tot elkaar lichte en zware fluida die langs iysische weg van elkaar kunnen worden gescheiden en die beide elk van de genoemde materialen kunnen bevatten. Dergelijke stelsels voor het materiaal-uitwisseling zijn bekend uit bijvoorbeeld de Amerikaanse octrooischrift en 2.787.526, 2.895.803 en 3-1^2.'54o die door deze vermelding geacht worden in deze beschrijving te zijn opgenomen tezamen met de Amerikaanse octrooiaanvragen 828.926 van 16 juli 1959, en 587-362, 587.363 en 597-365 van 26 september 1966, alle ten name van de uitvinde 1^ van de in deze beschriji 7 2 0 4 3 18 - t
2 ving beschreven uitvinding. Een dergelijk "bekend stelsel omyat een of meer trappen die bestaan uit tot een paar verenigde warme toren en koude toren die dienen voor het in aanraking brengen van het lichte fluidum en het zware fluidum. in tegenstroom. In een dergelijk'bekend stelsel wordt een van de 5 twee fluida toegevoerd vanuit een uitwendige bron en geleid naar de eerste toren van het torenpaar dat de eerste trap vormt, verrijkt met het begeerde : ateriaal dat moet worden geconcentreerd, door een daarin plaatsvindende begunstigde uitwisseling, verarmd wat betreft het begeerde materiaal in de tweede toren van het paar tot een concentratie van het begeerde materiaal 10 die geringer is dan die in het toegevoerde fluidum en uit het stelsel afgevoerd. Het andere fluidum wordt ononderbroken door het toren-paar heen geleid teneinde wat betreft het begeerde materiaal te worden verrijkt in de tweede toren van het paar en in de eerste toren van het paar te worden verten aanzien van het begeerde materiaal. Een dergelijk stelsel kan twee 15 of meer soortgelijke of andere concentratie-trappen van een bekende soort 1 ovatten en een deel van de stroom van een of beide van de verrijkte fluida die tussen de torens in een trap behalve de laatste trap overgaan, wordt voorts wat betreft het begeerde materiaal verarmd gedurende een dergelijke overgang door het te onderwerpen aan een extractie caaruit van het bqeerde 20 materiaal in de volgende trap of door een andere concentrerende behandeling. Zen gedeelte van de verrijkte stroom van een van de fluida wordt als produkt onttrokken aan dat gedeelte van het stelsel waarin de concentratie van het begeerde materiaal in het bedoelde fluidum groot is. Voorts zijn in dergelijke stelsels voor materiaal-uitwisseling 25 bij twee verschillende Lcjnpcrahnrc'/i,r.oal.** blijkt uit dc- bnvniik«?npntn<1«f>r>trooischriften, verschillende voorzieningen getroffen voor het in Leveling houden van de aan het proces deelner r.ade fluida en het regelen van de temperuren daarvan al naar gelang het proces vereist, welke voorzieningen omvatten pomporganen, verwarmings en koel-organen en warmte-uitwisselorganen 30 voor indirekte en/of direkte uitwisseling al naar gelang de bijzondere eisen van het stelsel nodig maken. Doeleinden van de hier beschiaren uitvinding, elk op zich en in verschillende combinaties afhankelijk van elkaar, zijn het verbeteren van de opbrengst indien het toegevoerde fluidum overvloedig aanwezig is bij 35 verhoudingsgewijs geringe prijs en/of het verminderen van de kosten van de installatie indien de aard van het toegevoerde fluidum kostbare voorsienin- 7 2 0 4 3 18
gen zou vereisen voor de daarmee in aanraking komende installatie in een stelsel voor materiaal-uitwisseling bij twee verschillende temperaturen, het tot een minimum terugbrengen van het contact-oppervlak van de installatie met een dergelijk toegevoerd fluidum, het afzonderen van een dergelijk toegevoerd fluidum in een zodanig tot een minimum teruggebracht oppervlak en dit uitsluiten van vermenging met andere soortgelijke proces-fluida in het stelsel, en/of het vergroten van de fractie van het begeerde materiaal dat wordt onttrokken aan het toegevoerde fluidum op een economische wijze, waarbij het bereiken-van ieder van deze doelen het bedrijfsrendement doet toenemen en/of de totale prijs van het bestelsel per eenheid produkt doet afnemen. Tot dit doel hebben de volgens de uitvinding verkregen verbeteringen betrekking op de onderlinge verhoudingen van de stroomwegen van het hiilp-fluidum en de met dit hulpfluidum in aanraking komende fluida in elke trap van een dergelijk stelsel, in het bijzonder in een eerste trap of in een eentraps-stelsel. Van de beginselen van dergelijke verbeteringen is een typerend voorbeeld de toepassing op het concentreren van deuterium door uitwisselingsreacties in tegenstroom tussen de isotopen van waterstof bij geschikte lage en hoge temperaturen in zwavelwaterstofgas (H S) en water (HO), waarbij water het toegevoerde fluidum is en zwavelwaterstof het hulp-fluidum dat in het proces wordt gebruikt. In een dergelijke toepassing kunnen het verwarmen en koelen en het verpompen van de fluida die door de koude en warme torens worden gevoerd, op iedere geschikte wijze worden bewerkstelligd, bijvoorbeeld op de wijzen als in de eerder genoemde octrooischriften zijn geopenbaard, of op iedere andere manier die hier wordt beschreven of bekend is aan de vakman, en de verbeteringen volgens de uitvinding die betrekking hebben op de onderlinge verhouding van de stroomwegen in de eerste trap zijn voor het grootste gedeelte onafhankelijk van de wijze waarop in het bijzonder de aan het proces deelnemende fluida,in beweging worden gehouden en worden geconditioneerd. In uitvoeringsvormen van de hier beschrev en uitvinding en in de stand van de techniek strekt de stroomweg van de totale stroom van het hulp-fluïdum (bijvoorbeeld H S) zich uit over de volle lengte van de warme en de koude toren van het torenpaar en in overeenstemming met de stand van de techniek leidt de stroomweg van de totale stroom van het andere fluidum (bijvoorbeeld water) langs dezelfde weg doch in tegengestelde richting als van het hulp-fluidum. Daarentegen gaat volgens de onderhavige uitvinding 7 2 0 4 3 18
4 cle stroomweg van het toegevoerde fluïdum (hijvoorbeeld vater) niet over de totale lengte door de eerste en de tweede toren van het paar. Aldus: (a) In een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding gaat het toegevoerde fluidum (bijvoorbeeld voedingswater) slechts door het 5 onderste gedeelte van de tweede (bijvoorbeeld warme) toren heen waarbij het de lotale produlct-hoeveelheid van het begeerde materiaal (bijvoorbeeld deuterium) overdraagt naar het hulp-fluidum (bijvoorbeeld H^S) en wordt het vervolgens uit het stelsel afgevoerd, waarbij het hulp-fluidum (bijvoorbeeld 10 HgS) vandaar de uitwisselings-reacties ondergaat met een afzonderlijke omloop van een ander fluidum (bijvoorbeeld water) in het resterende deel van zijn stroomweg. (b) In een tweede uitvoeringsvorm die een variant is van de eerste uitvoeringsvorm, worden twee toevoeren naar het stelsel 15 toegepast, waarvan een wordt gebruikt als in de eerste uit-. p*., 2C voeriïfsvorm en de ander wordt gebruikt in plaats van de afzonderlijke omloop volgens de eerste uitvoeringsvorm om" met het hulp-fluidum in aanraking te komen in het resterende gedeelte van zijn stroomweg en vervolgens uit het stelsel wordt afgevoerd. (c) In een derde uitvoeringsvorm die weer een variant is van de tweede uitvoeringsvorm, worden de twee toevoeren behandeld als in het tweede uitvoeringsvoorbeeld behalve dat het tweede tocg<?vn».»r'!c n Ili'ium na in Wtnrnl'.! rif.» l,o infrnvrnracsl., ii'ol.!ir»i. 25 liulp-fluiduiü in liet resterende gedeelte van ssijn struoinweg wordt gecombineerd met het eerste toegevoerde fluidum dat in aanraking met het hulp-fluidum door het onderste gedeelte van de tweede toren heengat, en daarmee uit het stelsel wordt afgevoerd. 30 (d) In een vierde uitvoeringsvorm is de opstelling gelijk aan die van de eerste uitvoeringsvorm behalve dat het tweede toegevoerde fluïdum niet wordt gecombineerd met het eerste toegevoerde fluidum en het onderste gedeelte van de tweede toren is verdeeld in twee afzonderlijke stroomsectics waarin hot, 7 2 0 4 3 13 35 eerste en het tweede toegevoerde fluidum afzonderlijk in aanraking komen met parallelle vertakkingen van de stroom hulp-
5 fluïdum. (e) In een vijfde uitvoeringsvorm is de opstelling gelijk aan die van de eerste uitvoeringsvorm behalve dat de afzonderlijke omloop van een ander fluïdum (hijvoorbeeld water) dat in aanraking komt met gasvormig hulp-fluidum in het resterende deel van zijn stroomweg, wordt gevoed met aanvullend ander fluidum, hetzij als toegevoerd fluidum of als condensaat dat afkomstig is uit het afkoelen van het warme, verzadigde hulp-fluidum, en het aldus verkregen overschot van ander fluidum wordt gecombineerd met het eerste toegevoerde fluidum zoals in de derde uitvoeringsvorm. (f) In een zesde uitvoeringsvorm is de opstelling gelijk aan die van de vijfde uitvoeringsvorm, behalve dat het overschot van ander fluidum niet wordt gecombineerd met het eerste toegevoerde fluidum zoals in de derde uitvoeringsvorm, doch in plaats daarvan afzonderlijk in aanraking wordt gebracht met een afgetakte stroom hulp-fluidum, zoals iri de vierde uitvoeringsvorm. (g) In een zevende uitvoeringsvorm is de opstelling gelijk aan die van het stelsel volgens de stand van de techniek, behalve dat in plaats van dat de totale stroom toegevoerd fluidum wordt afgevoerd uit de trap na door de tweede toren heen te zijn gegaan, een gedeelte daarvan opnieuw in omloop wordt gebracht naar de eerste toren waar het wordt vermengd met het binnenkomende toegevoerde fluidum. De stroom na het doorlopen van de tweede toren vertoont een concentratie van het begeerde materiaal die lager is dan die in het binnenkomende toegevoerde fluidum dat in de eerste toren wordt afgeleverd. Op deze wijze is in deze uitvoeringsvorm door het opnieuw in omloop brengen van een deel van het verarmde toegevoerde fluidum en het vermengen van dit deel met het binnenkomende toegevoerde fluïdum de concentratie van het begeerde materiaal in het toegevoerde fluidum aan de top van de eerste toren geringer.dan in het toegevoerde fluidum, waardoor de concentratie van het begeerde materiaal in het hulp-fluidum dat vanuit de eerste toren naar de tweede toren gaat, wordt verminderd en op zijn 7204318 o
6 "beurt de concentratie van het begeerde materiaal in het toegevoerde fluidim dat uit de tweede toren wordt afgevoerd, minder wordt en op deze wijze de fractie van het begeerde materiaal welke wordt onttrokken aan het binnenkomende toegevoerde 5 fluidun, groter wordt. (h) In een achtste uitvoeringsvorm is de opstelling gelijk aan die van de zevende uitvoeringsvorm, behalve dat het binnenkomende toegevoerde fluidum wordt ingebracht op het niveau in de eerste toren waar het opnieuw in omloop gebrachte toege- 10 voerde fluidum gedeeltelijk verrijkt is poverder» tot r.a^enoeg dezelfde concentratie van het begeerde materiaal als in het binnenkomende toegevoerde fluidum. (i) In een negende en in een tiende, uitvoeringsvorm is de opstelling gelijk aan die van de derde uitvoeringsvorm behalve dat 15 een gedeelte van het toegevoerde fluidum dat vanuit de tweede toren wordt afgevoerd, opnieuw in omloop wordt gebracht, aan de top van de eerste toren en wordt gecombineerd met het binnenkomende toegevoerde fluidum, zoals in de zevende uitvoeringsvorm of zoals in de achtste uitvoeringsvorm, en soortge- 20 lijke varianten van de vierde, de vijfde en de zesde uitvoeringsvorm worden door de uitvinding eveneens in beschouwing genomen. (j) In andere uitvoeringsvormen van de uitvinding zijn de opstellingen gelijk aan die van de zesde uitvoeringsvorm welke ver- 25 der gewijzigd is zoals in de negende of tiende uitvoeringsvorm behalve dat de stroom va het toegevoerde fluidum die aan de top van de eerste to^en opnieuw in omloop wordt gebracht, ontleend is aan het overschot van ander fluidum. dat afgezonderd werd gehouden van het eerste toegevoerde fluidum en afzon- 30 derlijk in aanraking werd gebracht met een afgetakte stroom van het hulp-fluidum. De uitvinding wordt hierna toegelicht door een beschrijving bij wijze van voorbeeld van een aantal uitvoeringsvormen met verwijzing. naar een tekening. De tekening omvat 13 figuren. * 35 Fig. 1 is een vereenvoudigd schema van een typerende opstelling van de warme en koude toren Tl en T2 van een eentraps-stelsel voor uit- 7 2 0 4 3 18
7 wisseling "bij twee temperaturen of van een eerste of een volgende trap van een uit twee of meer trappen "bestaand stelsel voor uitwisseling bij twee temperaturen overeenkostig een bekende techniek, waarbij de fluida tussen & torens wat betreft' het begeerde materiaal worden verrijkt,.het stelsel voor het verwerken*van de fluida tussen de torens, bijvoorbeeld pompen, kleppen, verwarmings'en koel-organen met. en zonder aanvullende concentratie-organen eenvoudigheidshalve is aangeduid met enkele haakjes, en het onttrekken van het produkt-fluidum uit het. stelsel is aangegeven door de pijl P. Fig. 2 tot en met 8 zijn soortgelijke schema's van stelsels die de verschillende typerende uitvoeringsvormen van de uitvinding benutten. Fig. 5a en 8a zijn soortgelijke schema's van gewijzigde-uitvoeringsvormen van de stelsels volgens fig. 5 en 8, waarbij deze stelsels dezelfde zijn als, in de fig. 5 en 8 boven de niveau's A-A, respectievelijk B-B.. - - - >.. f Fig. 9 en 9a zijn respectievelijk verkorte en uitgebreide procesgang-schema's van de zelfde eerste trap van een stelsel volgens de uitvinding, waarin de warme en de koude toren kunnen zijn een enkele toren van een bepaalde diameter of twee of meer torens van geringere diameter die parallel zijn geschakeld, welke parallel-schakeling in fig. 9 is aangegeven door symbolen in de vorm van vierkante haken die aangeven dat alle onderdelen tussen naar elkaar toe staande vierkante haken aanwezig kunnen zijn in een veelvoudige parallelle betrekking, zoals vollediger is toegelicht in fig. 9&* Fig. 10 is een soortgelijk procesgang-schema van de tweede en derde trappen van een verrijkings-stelsel die kunnen worden gevoed vanuit de eerste trap volgens fig. 9 of 9a en daarin kunnen afvoeren, en op hun beurt kunnen voeden en afvoer kunnen ontvangen vanuit nog andere concentrerende en produkt-afwerkende trappen die kunnen zijn uitgevoerd als is uiteengezet in een van de hiervoor genoemde Amerikaanse octrooischriften of Amerikaanse octrooiaanvragen. De nu volgende beschrijving heeft betrekking op voorkeurs-, uitvoeringsvormen.. In de tekening is fig. 1 typerend voor etélsole volden» «en bekende techniek die gebruik maken van het proces bij twee verschillende 7 2 0 4 3 18
8 temperaturen, vaar "bij verrijking van het begeerde materiaal door uitwisselingen bij direkte aanraking in tegenstroom tussen een toegevoerd fluidum en een hulp-fluidum wordt bewerkstelligd. Het toegevoerde fluidum (bijvoorbeeld water) wordt bij a-1 afgeleverd aan de toren T1 die op een tem- 5 peratuur(bijvoorbeeld koud) wordt gehouden teneinde verrijking van het toegevoerde fluidum en verarming van het hulp-fluidum AF-1 (bijvoorbeeld E^S) wat betreffc een begeerd materiaal (bijvoorbeeld deuterium) te bewerkstelligen en vandaar gaat het toegevoerde fluidum via b-1 naar het stelsel c-1 voor het verwerken van de fluida tussen de torens, van waar uit het produkt 10 P wordt onttrokken en van waar uit de hoofdstroom van het toegevoerde fluidum gaat via d-1 naar de toren T2 die op een temperatuur (bijvoorbeeld warm) wordt gehouden voor het verarmen van het toegevoerde fluidum en het verrijken van het hulp-fluidum, en van daar wordt afgevoerd bij e-1. Op deze wijze worden de beide fluida die vanuit de torens naar het stelsel c-1 gaan, 15 verrijkt wat betreft het begeerde materiaal. In fig. 1 zou, aannemende dat de betrokken fluida zijn vloeibaar water en gasormig zwavelwaterstof en dat het water het toegevoerde fluidum is, de met een getrokken lijnkangegeven stroomweg het water aangeven en de met een onderbroken lijn aangegevenstroomweg het hulp-fluidum. Indien werd aangenomen dat ES het toegevoerde 20 fluidum is en water het in omloop zijnde hulp-fluidum zou met de zelfde fluida de betekenis van de getrokken en onderbroken getekende lijnen de omgekeerde zijn met een overeenkomstige omkering van de uiteinden en de temperaturen van de torens Tl en T2. In fig. 1 zijn bij f-1, g-1 en h-1 symbolen van kleppen getekend om aan te geven dat het hulp-fluidum opnieuw 25 geheel of gedeeltelijk of in het geheel niet in omloop kan worden gebracht tussen de torens afhankelijk van het bijzondere soort stelsel dat wordt benut, en van of de weergegeven trap een enkelvoudige trap is of de eerste of volgende tap van een stelsel.. -". De- hoeveelheid van het begeerde materiaal die kan worden ont- 30 trokken uit het toegevoerde fluidum in een stelsel overeenkomstig fig. 1, is beperkt (in het ideale geval) door de volgende betrekking: Q = (1-K^/K ), waarin Q de maximale fractie is van het begeerde materiaal in de binnenkomende toegevoerde stof die kan worden onttrokken, K de ever.wichtsverdeling is van het begeerde materiaal tussen de fase waarin de toegevoerde stof 35 verkeert, en de fase die de hulp-stof omvat bij de omstandigheden v?n de sone waarin de eerste temperatuur heerst, en K 2 de evenwichtsverdeling ir. 7 2 0 4 3 18
tussen de genoemde ' fasen "bij de omstandigheden van de zone waa,rin de tweede temperatuur heerst. Fig. 2 laat een eerste uitvoeringsvorm zien van de uitvinding welke uitvoeringsvorm in het hij zonder nuttig is in het geval de aard van het toegevoerde fluidum kostbare voorzieningen zou vereisen voor de instal latie, dat wil zeggen dure constructie-materialen van de onderdelen die siet Ïïci flu-ivly» aa»*ajdftg kij'r., M-JworV^M la' \ict gev^i lïët toegevoerde fluidum een corroderende oplossing is zoals zeewater. Deze uitvoeringsvorm brengt het aanrakingsoppervlak tot een minèum terug, beperkt het toegevoerde fluidum tot het op deze wijze tot een minimum teruggebrach te oppervlak en voorkomt het vermengen van het toegevoerde fluidum met andere proces-fluida van het stelsel behalve in het bedoelde beperkte gebied. Tot dit doel wordt in de uitvoeringsvorm volgens fig. 2 de weg van aanvoer naar afvoer F-D beperkt tot alleen het onderste gedeelte van de toren 12, waarbij deze weg de toren binnenkomt bij a2 op een niveau onder t het afscheidingsorgaan s2 dat zih dwars over de toren uitstrekt hegeen slechts doorgang laat voor het hulp-fluidum AF2, waarbij het andere fluidum met het hulp-fluidum AF2 uitwisselt in het bovenste deel van de toren T2 en vanuit een punt boven het afscheidingsorgaan s2 wordt onttrokken om opnieuw in omloop te worden gebracht door de toren T1 heen via een leiding m2. In de uitvoeringsvorm volgens fig. 2 kan, indien een secundaire^ bron voor een niet-corroderende toevoer aanwezig is (bijvoorbeeld nagenoeg zuiver water/sf water dat vrij is van corroderende verontreinigingen) een toevoer daaruit worden toegevoegd aan het fluidum dat opnieuw via m2 in omloop wordt gebracht, zoals is aangegeven door de klep j2 in de leiding a'2, in welk geval een hoeveelheid die gelijkwaardig is aan de toegevoegde hoeveelheid, uit de omloop zal worden onttrokken, zoals via de leiding met de klep k2. Deze onttrokken hoeveelheid kan, zoals is aangegeven, worden gecombineerd met het primair toegevoerde fluidum dat bij a2 wordt aange-, boden, en kan daarmee door het onderste deel van de toren T2 gaan en naar de afvoer via e2. Indien de totale stroom van toegevoerd fluidum die door het onderste deel van de toren T2 heen gaat naar. afvoer D,'groter'is dan de stroom.van het toegevoerde fluidum die door'het bovenste deel' xan de toyen T2 heen gaat, verbeterd het vergroten door de combinatie van de stroom van toegevoerd fluidum de doelmatigheid van het onderste deel van de toren T2 door voor uitwisseling met het hulp-fluidum beschikbaar maken 7 2 0 A 3 18 '...
van een grotere hoeveelheid van het begeerde materiaal (bijvoorbeeld deuterium). De kleppen f2, g2 en h2 hebben dezelfde betekenis in deze fig. als de overeenkomstig aangeduide kleppen in fig. 1. Aldus kan door deze combinatie een grotere produkt-opbrengst worden verkregen bij een gegeven afmeting van de toren en/of kan bij een gegeven produkt-opbrengst de grootte van het onderste deel van de* toren T2 in verhouding worden verminderd. Uitgezonderd de gevallen dat dit uitdrukkelijk is vermeld hebben de hier gegeven beschrijvingen betrekking op stationaire toestanden. In een gewijzigde wijze van bedrijven van het stelsel volgens fig. 2 kan de stroom van het secundaire niet-corroderende toegevoerde fluidum door het onderste gedeelte van de toren T2 heen achterwege blijven (bijvoorbeeld door de klep k2 te sluiten), het invoeren van het secundaire toegevoerde fluidum kan worden bewerkstelligd in de sectie c2 (bijvoorbeeld door condenseren van dampen van het toegevoerde fluidum vanuit de daarin binnenkomende stroom hulp-fluidum) en in een dergelijk geval kan bet overschot aan secundair toegevoerd fluidum dat vanuit de toren T2 via de leiding m2 wordt geleverd, boven de daarvan in de toren T1 in te voeren hoeveelheid uit het stelsel worden afgevoerd via de leiding a'2 die door de klep j'2 wordt bestuurd. De uitvoeringsvorm volgens fig. 3 is tanelijk gelijk aan die volgens fig. 2 en omvat overeenkomstige onderdelen die zijn aangeduid door overeenkomstige letter-symbolen met daa,raan toegevoegd het symbool!, 3''. Zoals tevoren kan het primaire toegevoerde fluidum'worden "beperkt tot het onderste deel van de toren 12 tussen a3 en e3 en kan het slechts daarin in aanraking komen met het hulp-fluidum. AF3, waarbij het hulp-fluidum AF3 door dit contact gedeeltelijk worlt verrijkt, vervolgens door het afscheidingsorgaan s3 heengaat en in aanraking komt met het secundaire toegevoerde fluidum in het bovenste deel van de toren ï'2 en in de andere gedeelten van het stelsel. In deze opstelling volgens fig. 3 kont het secundaire toegevoerde fluidum de trap binnen bij a'3, waarbij deze fase van bet toegevoerde fluidum dat de toren T2 via «3 verlaat, kan worden afgevoerd uit de trap, zoals via de klep n3» of kan worden Gecombineerd met het primaire toegevoerde fluidum doorraiddelvan klep k3. Indien het primaire en het secundaire toegevoerde fluidum. bij a3 en m3 dezelfde concentratie bezitten van het begeerde rrateriaol en dezelfde stroomsnelheden hebben, 7 2 0 4 3 1 8
11 i zal het stelsel volgens fig. 3 verrijking bewerkstelligen op nagenoeg de zelfde wijze sis het stelsel volgens.fig. 1, met."'de verbetering dat het primaire toegevoerde fluidum vanuit a3 "beperkt is tot de keten a3-e3 en (bijvoorbeeld in het geval van zeewater) niet in«aanraking komt met andere delen van de installatie. In deze uitvoeringsvorm wordt eveneens, wanneer de stroom vanuit a3 naar e3 groter is dan die door m3 heen, een toename van de doeltreffendheid van het gedeelte van de toren onder het afscheidingsorgaan s3 verkregen. De uitvoeringsvorm volgens fig.. t is aangepast voor gebruik onder omstandigheden waarin het primair toegevoerde" fluidum dat bij ah binnentreedt, van een kwaliteit is die vergelijkbaar is met die van het secundaire toegevoerde fluid dat wordt ingevoerd bij/a't, en in dit geval is geen afscheidingsorgaan dat overeenkomt met het orgaan s3 in fig. 3 nodig. Op deze wijze wordt in dit geval het primair toegevoerde fluidum rechtstreeks ingevoerd.in de toren T2- - via een gebruikelijke verdeler (niet getoond) teneinde kanaalvorming te voorkomen - - eh vergroot het de stroom! van het toegevoerde fluidum in het onderste gedeelte van de toren T2 voor het verbeteren van de doeltreffendheid daarvan. In dit geval is de stroom in het onderste gedeelte van de toren T2 nagenoeg gelijk aan de som van de stromen door at en a't en de hoeveelheid van het via ah ingevoerde toegevoerde fluidum kan worden gevarieerd vanaf 0 tot enige malen de hoeveelheid v die bij a't wordt toegevoerd in ovaeenstemming met de mate van vergroting van de stroom die wordt verlangd in het.onderste deel van de toren.t2 en de mogelijkheid dat de uitrusting voor het in aanraking brengen.de stromen fluidum kan opnemen, wl'rbij in gedachte wordt gehouden dat het bij et uittredende fluidum niet kan worden verarmd tot' minder dan de evenwichtswaarde die wordt bepaald door de concentratie van ]get hulp-fluidum AFh dat de toren T2 binnentreedt, en dat het hulp-fluidum AFt bij het bereiken van het niveau at geen concentratie kan hebben bereikt die groter is dan die overeenkomt met het evenwicht met de fase van het toegevoerde fluidum opdat niveau. De uitvoeringsvorm volgens fig. 5 is gelijk aan die volg-ens fig. 2, behalve dat het primaire en het secundaire toegevoerde fluidum. niet worden gecombineerd en dat het onderste deel van de toren T2 verdeeld is in van elkaar gescheiden parallelle gedeelten xj en \ waarin de tvoe toegevoerde fluida afzonderlijk in aanraking worden gebracht met afgetakte 7 2 0 4 3 18 ' >
gedeelten van het hulp -fluidum AF5, welke gedeelten vervolgens worden gecombineerd boven het afscheidingsorgaan s5, waarbij het primaire toegevoerde fluidum vanuit a5 wordt beperkt tot het gebied binnen x5 door het afscheidingsorgaan s5» Door deze opstelling kan verarmd secundair toegevoerd fluidum dat het stelsel is binnengekomen hetzij via a'5 of- op andere wijze, bijvoorbeeld door condensatie vanuit het hulp-fluidum. AF5 in bet stelsel c5, worden afgevoerd via r5 (bij een minimale concentratie van het begeerde materiaal, bijvoorbeeld gelijk aan die in e5) voor een geeigende toepassing, bijvoorbeeld voor het voorbehandelen van het hulp-fluidim AF5 door toepassing van verwarming en bevochtiging zoals in deze beschrijving en in de eerder genoemde octrooischriften en octrooiaanvragen is uiteengezet. Het zelfde resultaat als dat wordt verkregen in de uitvoeringsvorm volgens fig* 5, kan worden bereikt met de gewijzigde constructie volgen-s fig. 5a waarin alle delen boven het niveau A-A"-gelijk zijn aan die boven hetzelfde niveau in fig. 5 en de overeenkomstige delen bened.en het genoemde niveau zijn aangegeven met overeenkomstige.l^tter-synbolen met toepasselijke verwijzingscijfers. De constructie volgens fig. 5a is wenselijk, in het bijzonder in het geval dat de stroom r-5o een ondergeschikte hoeveelheid uitmaakt in vergelijking met de stroor; o5a» De van cun klep voorziene omloopleiding c_5a is aangebracht voor hierna in^ samenhang met. fig. 9 te beschrijving doeleinden, en kan worden aangebracht voor overeenkomstige stromen in de andere uitvoeringsvormen. Fig. 6 laat een andere variant van he't stelsel volgens fig. 1 sier. van welke variant de toepassing bijzonder voordelig is in het geval -Je } <. «tch?xbnro voorransl van toogcvofr-lr- nt-.r. r L if* nu/of.in Imt. geval de kosten van behandeling van he'. toegevoerde fluidity voor gebruik in het stelsel aanzienlijk zijn. Door de uitwissel-weg van de in omloop zijnde hulp-stof uit te breiden in de beide zones met verschillende temperatuur' en door een deel van de fase die de toegevoerde stof bevat, opnieuw in omloop te brengen door de uitwissel-weg heen in overeenstemming met deze variant, is het mogelijk de fractie van het begeerde materiaal die kan worden onttrokken uit het toegevoerde fluïdum, te laten toenemen ten^opzichte van de fractie die door middel van het stelsel volgens fig. 1 wordt verschaft.in de in fig. 6 weergegeven uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt e^n flqiduipfase die de toegevoerde stof bevat, door de beide torens Tl en T2 met vsr- 7204318
schillende temperaturen heen gevoerd langs een toevoer-naar-afvoer-weg (P-B) in een uitwisselingsbetrekking door aanraking in tegenstroom met de fase van het hulp-fluidum AF6 9 waarhij de weg althans voor een deel door de toren T1 met de eerste temperatuur leidt voor het : 'verrijken van de toegevoerde stof wat betreft het begeerde materiaal^iën vervolgens door de tweede toren T2 met de tweede temperatuur voor het verarmen van de aldus verrijkte toegevoerde stof wat betreft het begeerde materiaal, de toegevoerde stof wordt aangeboden aan de toren T1 en de fase van het toegevoerde fluidum ét de tweede toren verlaat wordt verdeeld, waarbij een gedeelte opnieuw in omloop wordt gebracht via m'6 naar de eerste toren T1 de opnieuw in omloop gebrachte fase met het toegevoerde fluidum de gehele uitwisselingsweg in aanraking en in tegenstroom met de hulp-stof in beide torens van verschillende temperatuur doorloopt. In de voorkeursuitvoeringsvorm van deze variant wor~dt de toegevoerde stof aangeboden aan de eerste toren vanuit a6 via een klep j'6 en wordt de stof vermengd met de Popnieuw in omloop gebrachte fase van het toegevoerde fluidum,vanuit m'6 op de plaats waar de concentratie van- het begeerde materiaal, in de fase van het toegevoerde fluidum in toren T1 gedeeltelijk verrijkt is tot ongeveer dezelfde concentratie van het begeerde materiaal als die in het toegevoerde fluidum dat via a6 wordt aangeboden. De fractie van het begeerde materiaal welke kan worden onttrokken uit het toegevoerde fluidum vanuit a6 door gebruik te maken van deze variant is onafhankelijk van de beperkingen van het stelsel volgens fig, 1 en wordt in hoofdzaak uitgedrukt door de volgende betrekking: Q = (1 X /X ) s waarin Q de fractie is van het begeerde materiaal in de w I toegevoerde stof welke kan worden onttrokken, X^ de concentratie is van het begeerde materiaal in de toegevoerde stof, en X de concentratie is w van het begeerde materiaal in de toegevoerde stof welke uit de tweede temperatuurzone treedt, Verandering van d,e te verkrijgen fractie van het begeerde materiaal wordt teruggevonden in veranderbare instellingen -van de installatie zoals worden bewerkstelligd door de verhouding van de hoeveelheden van de toegevoerde stof die opnieuw via m'6 in omloop wordt gebracht en de aan het stelsel via a6 aangeboden toegevoerde stof. In een andere uitvoering van de voorkeursopstelling volgens fig. 6 kan het toegevoerde fluidum vanuit a6 worden vermengd met de meer Verarmde fase van het toegevoerde fluïdum dat opnieuw in omloop komt via 7 2 0 4 3 1 8 ' '
:r.'6 en kunnen dese beide fluida worden ingevoerd in de top van de toren Tl. Eoewel deze opstelling in bepaalde omstandigheden voordelig kan zijn is deze niet geheel onafhankelijk van de beperkingen van fig. 1 die hierboven zijn besproken en is de opstelling in werkelijkheid een compromis tussen de opstelling volgens fig. 1 en die volgens de voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding volgens fig. 6. Zoals eveneens in fig. 6 is weergegeven'verdient het de voorkeur, indien de omloop van. het hulp-fluidum AF6 voorzien is van een toevoer voor aanvullend hulp-fluidum dat gedeeltelijk verrijkt is wat betreft het hegeerde materiaal in vergelijking met het in omloop zijnde gedeelte AF6, het laatstgenoemde in te voeren door middel van een klep h'6 op het niveau in de toren 12 waar het ïluidum AF6 gedeeltelijk is verrijkt tot in hoofdzaak de concentratie van het toegevoegde aanvullende hulp-fluidum. Bchter kan met minder onafhankelijkheid van de beperkingen van fig. 1 een dergelijk toegevoegd hulp-fluidum worden ingevoerd via ( de klep h'6 om te worden vermengd met het in omloop zijnde fluidum AF6 alvorens dit de toren 12 binnenkomt. In beide uitvoeringsvormen wordt een hoeveelheid van het hulp-fluidum, gelijkwaardig aan de toegevoegde hoeveelheid, afgevoerd, zoals via een klep g6. - _ ^ De uitvoeringsvorm."volgens fig. 7 combineert voordelen van de<voeringsvormen volgens de fig. 6 en k, d± wil zeggen de uitvoeringsvorm levert de voordelen van verhoogde stroom toegevoerd fluidum in het onderste deel van de toren T2 met het voordeel van het opnieuw in omloop komen van het toegevoerde fluidum via m'7 en het invoeren van een secundair toegevoerd fluidum via g"7 op een punt met in hoofdzaak dezelfde concentratie in de toren T1, De uitvoeringsvorm volgens fig. 8 combineert voordelen van de uitvoeringsvorm volgens de fig. 7 en 5- Eet hulp-fluidum AF8 gaat rond over de totale lengte van de torens T2 en T1. De weg voor het toegevoerde fluidum F-D is beperkt tot het toren-deel x8 door het afscheidingsorgaan S'3 en de stroom van het hulp-fluidum AP8 is vertakt en verdeeld tussen de toren-gedeelten x8 en y8. De fase van het toe-evoerde fluidum dis door de toren 12 gaat, wordt ten dele opnieuw in oieloop gebracht via m8 tussen. niveau's in de torens!2 en T1 waar de concentratie nagenoeg gelijk is aan die van de toevoer via a8 die groter is dan de concentratie van de fs.se van het toegevoerde fluidum in r8 en eg, en voor een ander deel geleid 7204318
15 door het torendeel jq heen. De meer verarmde fase van het toegevoerde fluidum welke op deze wijze uit r8 wordt verkregen, wordt opnieuw in omloop gebracht via m'8 aan de top van de toren T1.waarin de fase" gedeeltelijk verrijkt wordt.tot de concentratie" van de secundaire toevoer die wordt ingevoerd via klep j'8 indien een dergelijke toevoer beschikbaar is en wordt gebruikt, in welk geval nagenoeg dezelfde^ioeveelheid van de fase van het toegevoerde fluidum wordt afgevoerd uit de omloop via kö of via u8. Hetzelfde resultaat als dat werd verkregen met de uitvoeringsvorm volgens fig. 8 kan worden verkregen met gewijzigde constructies, bijvoorbeeld als in fig. 3a is weergegeven, in welke fig. alle onderdelen boven het niveau B-B dezelfde zijn als die boven dat niveau in fig. 8 en de overeenkomstige onderdelen beneden het niveau zijn aangeduid met overeenkomstige letter-symbolen met de bijbehorende toepasselijke verwijzingscijfers. De combinatie volgens fig. 8a plaatst het toren-:gedeelte x8a buiten de hoofdtoren, 12 waarbij het onderste gedeelte van de hoofdtoren T2 gelaten wordt aan het deel ysa. Deze opstelling is wenselijk in het bijzonder wanneer de stroom e8a slechts een ondergeschikte hoeveelheid in vergelijking met de stroom r8a moet vormen. Het naar m8 afvoeren geschiedt in fig. 8a vanuit een geschikt verzamelorgaan s'8 dat het gedeelte van de fase van het fluidum dat moet worden afgevoerd scheidt van de overige in aanraking zijnde fasei'n de toren. Het spreekt vanzelf dat in plaats van het plaatsen van het toren-gedeelte x8a buiten'de toren, dit gedeelte binnen de hoofdtoren kan zijn aangebracht en het toren-gedeelte y8a uitwendig kan zijn geplaatst waarbij het schema volgens fig. 5 a wordt gevolgd en dat de constructie-schema's volgens fig.5s- of fig. 8a eveneens kunnen worden toegepast op ieder van de uitvoeringsvormen volgens de fig. 2, 3, 5 en C. In fig. 9, of fig. 9a, wordt getoond het procesgang-schema van de eerste trap van een stelsel volgens de' uitvinding waarin de warme en de koude torens van een paar elk bestaan uit twee of meer parallel geschakelde torens van geringere iliameter, waarbij deze parallel-schakeling in fig. 9 is aangegeven door middel van vierkante halten die aangeven dat alle onderdelen tussen naar elkaar toe gerichte haken aanwezig kunnen zijn in een veelvoudige parallelle betrekking, zoals in fig. 9a vollediger is weergegeven. De fig- 9, 9a en 10 laten de eerste, tweede en derde trappen 7 2 0 4 3 18
16 zien Tan. een zwaarwater-fabriek van het bij twee verschillende temperaturen werkende zwavelwaterstof/water-soort welke de uitvinding belichaamt. IZen dergelijke zwaarwater-fabriek omvat een behandelin/^safdeling voor voedingsmater i aal en uitvloeiende vloeistof welke is beschreven in een tezamen met deze aanvraag ingediende aanvrage die door deze verwijzing in deze beschrijving is opgenomen, welke afdeling een voorbehandeld water verschaft bijvoorbeeld zee-water dat Is gereinigd, ontlucht", van koolzuur bevrijd, verwarmd en verzadigd met 'zwavelwaterstof bij de temperatuur en druk van de warme toren, bijvoorbeeld 130 C en 22,8. at, en daardoor evenenr. voorzien van een opgelost zoutbestanddeel van hydrosulfide- en sulfide-ionen. Zoals in fig. 9 wordt getoond wordt het voedingswater afgeleverd door een pijp 55A aan het bij de voedingsafdeling behorende onderste gedeelte vna de r.ir-rr.e toren welk gedeelte overeenkomt met het gedeelte xja in fig. 5a, van waaruit het uitlopende zee-water dat wat betreft het deuterium-gehalte verarmd is, wordt afgevoerd via een pijp 3^A naar de hierboven genoemde afdeling van het stelsel voor het behandelen van de uitlopende vloeistof, waarbij warmte wordt teruggewonnen uit de vloeistof voor het ten dele vervamen van het voedingswater dat via de pijp 55A wordt aangevoerd, en opgelost zwavelwaterstofgas wordt teruggewonnen uit de uitlopende vloeistof en wordt teruggevoerd via een pijp t-2a om opnieuw als hulp-fluidum in het stelsel te worden gebruikt. Tog steeds met verwijzing naar de fig. 9 en 9a. wordt opgemerkt dat aangezien de uitrusting van de eerste trap in een parallelschakeling wordt verveelvoudigd, slechts een van de uitrustingen behoeft te worden beschreven. Een dergelijke uitrusting omvat een koude toren TC- "101-2 en een warme toren TH-101-2 r o een bijkomende uitrusting. Tussen de koude en de warme toren Is een droog-stelsel aanwezig dat als een geheel uitmakend met de koude toren wordt getoond, en waarin water wordt gecondenseerd er. warmte wordt teruggewonnen uit het hete E S-gas waarbij het terugwinnen van warmte wordt bewerkstelligd bij twee of meer opeenvolgende steeds lagere temperaturen door middel van afzonderlijke takken var. een kringloop van water en condensaat die hierna met ireer bijzonderheden wordt beschreven. Eet verrijkingsstelsel dat In fig. 9 of 9a en 10 wordt getoond is een zodanig stelsel dat rechtstreeks wordt betrokken bij de aanvankelijke concentratie var. deuterium-oxyde In natuurlijk water, bijvoor- 2 0-4318
IT "beeld zeewater, vanaf ongeveer 0,015 mol.# tot ongeveer 7 mol.% in de vorm van DgO in het geval het stelsel is voorzien van twee parallelle paren van een warme er. een koude toren die een eerste trap vormen en zoals deze worden getoond in fig. 9a, en tot ongeveer 15 mol./* in het geval vier dergelijke parallelle paren aanwezig zijn. De eerste trap, fig. 9 en 9a, "bevat een stel torens, of twee of meer stellen torens die parallel bedreven wordenv Ieder- stel'bestaat uit een warme toren TK-101-2" die-bij de' 'warme temperatuur, bijvoorbeeld 130 C werkt, een koude toren TC-101-2 die bij de koude temperatuur, bijvoorbeeld 30 C, werkt en een toren voor het opnieuw in omloop brengen T-102-2 welke overeenkomt met het onderste gedeelte y5a van de warme toren in fig. 5a. Binnen alle torens zijn aanwezig in tegenstroom werkzame contact-elementen, bijvoorbeeld geperforeerde platen, genaamd zeef-schotels, die een innig contact in tegenstroom van de vloastofstroom en de gasstroom verzorgen. Elk stel torens werkt met een eigen H S-compressor C-101-2, proces-water-pompen, warmte-wisselaars en gasscheidingsinrichtingen, zoals is getekend. Pe koude toren-vaten voor de eerste trap zijn in deze uitvoeringsvorm vertikaal opgestelde drukvaten met een doorsnede van ongeveer 6 m en een hoogte van ongeveer 56 m. Elk vat bevat in de getoonde vorm een koude toren of uitwisselingsgedeelte voor het verrijken van water en een droog-gedeelte voor het koelen van zwavelwaterstofgas welk gedeelte onderaan is aangebracht. De vaten van de warme toren in de eerste trap zijn vertikaal opgestelde drukvaten met een diameter van ongeveer 6,6 m en een hoogte'van ongeveer 60 m. Een dergelijk vat omvat in de getoonde vorm een warme toren of uitwisselingsgedeelte voor het verarmen van water dat een zeewater-voedingsgedeelte en het parallel geschakelde buiten geplaatste gedeelte voor het opnieuw in omloop brengen omvat, en een bevochtigings-gedeelte voor het verwarmen en bevochtigen van gas is in het onderste gedeelte van het vat aangebracht. F.1X van dc uitwisselingsgedcclton vnu dc paren van eun wnrim: en een koude toren in de eerste trap in dit ter toelichting gegeven uit 7 voeringsvoorbeeld is voor een hierna te "beschrijven doel voorzien van in totaal 130$ van hot berekende aantal schotels dat zou worden ^ebruil-t indien de in fig. 'ju. wceleven U/oe towjfnrpji v,ouden badj'pvn l>j j 7 2 0 4 3 18
18 opbrengstsnelheden die een drievoudige verrijking van het deuteriuri-gehal te van het water dat aan de tweede trap wordt afgeleverd, in vergelijking net het toegevoerde zeewater bewerkstelligen. Aan de boden en aan de top van de voedings-gedeelten in de warme torens zijn afdïcht-schalen aangebracht. Zoals in verband met het afscheidingsorgaan s5a in fig. 5a is aangeduid, kan gas in opwaartse rich ting door de afdicht-schalen gaan, doch water kan de schalen niet passeren naar de andere gedeelten van de toren. Eet voedingsgedeelte is uitgerust met een nevel-verdrijver en een uitwas-schaal (niet getoond) teneinde meegesleepte zeewater-nevel te verwijderen uit het' E S-procesgas dat door de afsluitschaal omhoog stijgt. Be torens T-102-2 voor het opnieuw in omloop brengen in de eerste trap komen oveeen met de elementen y5a in fig. 5a en zijn vertikaal opgestelde drukvaten met een diameter van ongeveer 3,3 m en een hoogte van ongeveer.15 m die zijn voorzien van schalen voor uitwisseling in tegenstroom tussen de fluida, zoals in de andere gedeelten van de torens. Be mantels van alle torens zijn vervaardigd uit koolstofstaal. Be met zeewater gevoede gedeelten van een hete toren zijn inwendig bekleed met Inconel. Alle zeef-schotels zijn vervaardigd uit roestvrij staal behalve in de voedingsgedeelten van de hete torens waarin de schotels eveneens uit Inconel zijn vervaardigd. Het onderste gedeelte van een hete toren dat het voedingsgedeelte en het torengedeelte voor het opnieuw in omloop brengen die parallel zijn aangebracht op de aangegeven wijze, omvat, neemt ongeveer 20$ van het totale aantal theoretische schotels of contact-elementen in de warme toren.voor zijn rekening. Gas vanuit de top van ^e koude toren TC-101-2 in d^êerste trap gaat via 41A welke eveneens via \2A een stroom ES ontvangt vanuit het vloeistof-wegvloeistelsel, zoals hierboven werd vermeld, de gascompressor C-101-2 van de eerste trap en via 3SA naar de onderkant van het bevochtigingsgedeelte van dc warme toren TH-101-2 in de eerste trap wtxexa het omhoog stroomt '1oor hel; bovocht '.«ïi'-'-u in ill i'p!. Lf tmum:-. iuj; en in tegenstroom met een in omloop zijnde stroom wam water en wordt daardoor verwarmd en bevochtigd. Via 114A in de warme toren bij de "bovenkant van het bevochtigingsgedeelte geïnjecteerde stoom verwarmt en bevochtigt het gas verder tot de omstandigheden van de warme toren. Een gedeelte van het warme gas wordt afgevoerd via 5ÖA om te worden gebruikt in het orgaan 7 2 0 4 3 18
19 voor het verzadigen van voedingswater dat.hierboven is genoemd, waarin nog opeenhopingen van inerte gassen worden verwijderd uit het procesgas van het stelsel, "inder dan de helft van het zo verwarmde en bevochtigde gas wordt via 58A geleid naar de toren T-101-2 voor het opnieuw in omloop ; brengen, waarbij het voedingsgedeelte van de warme toren wordt vermeden. Dit gcleelte van het gas komt binnen aan de onderkant van de toren voor het opnieuw in omloop brengen en gaat daarin omhoog waarbij deuterium'wordt gestript uit de daar aanwezige tegenstroom van proceswater. Het met deuterium verrijkt gas verlaat de bovenkant van de toren en treedt opnieuw bin- ) nen in de warme toren via 59A ter plaatse,-vaxi de onderkant van het gedeelte voor het verarmen van proceswater of strippen van deuterium de;':*boven het voedingsgedeelte is gelegen. Parallel aan de stroom door de toren voor het opnieuw in omloop brengen'gaat het grootste gedeelte van het verwarmde en bevochtigde 5 gas omhoog door.de afdichtschaal aan de onderkant van het zeewater-voedingsgedeelte van de warme toren heen en verder door dit voedingsgedeelte waarbij deuterium wordt gestript uit het toegevoerde zeewater. Het verrijkte gas gaat verder omhoog naar het strip-gedeelte waarbij het mengt met het gas dat via 59A opnieuw in omloop is gebracht vanuit de gas-scheidings- 3 inrichtingen die samenwerken met de vloeistof-verwarmingselementen van het stelsel en vanuit de toren voor het opnieuw in omloop brengen. Het gas stript nog meer deuterium uit het proceswier in het stripgedeelte en verlaat vervolgens de top van de warme toren via 39A_.. De gasstroom via 39A wordt-verdeeld over dé'koude toren van 5 de eerste trap "en. de warme toren van de tweede trap. Een eerste gedeelte hiervan treedt binnen in het droog-gedeelte onder de koude toren van de eerste trap via 1+OA en stijgt daarin omhoog waarbij het wordt gekoeld en gedroogd door de in tegenstroom zijnde stromen koud water. Het afgekoelde, gêdroogde gas vervolgt zijn weg omhoog door het water-verrijkingsgedeelte 0 van toren TC-101-2 heen, waarbij deuterium wordt overgedragen aan het daarin aanwezige proceswater. Gas dat terugkeert uit de koude toren van trap 2, via 1+1B in fig. 10 en in fig. 9, treedt ter aanvulling binnen aan de onderkant van de koude toren in de eerste trap waar het earneng^at met de gasstroom vanuit het droog-gedeelte. Het gas verlaat de bovenkant, 5 van de koude toren via U1A en wordt teruggevoerd naar de onderkent van de warme toren door de gascompressor C-101-2 in de eerste trap. 7 2 0 4 3 18
20 Voedingwater (bijvoorbeeld voorbehandeld zeewater) wordt ver pompt vanuit het punt vaar het met H^S is verzadigd door middel van een pomp P-0C3-2 en treedt via 55A binnen aan de top van het voedingsgedeelte van de warme toren in de eerste trap en deuterium wordt daaruit gestript door de hier doorheen gaande stroom H^S-gas die in tegenstroom is. Het van deuterium ontdane voedingwater wordt vervolgens afgevoerd via en 8A naar het eerder genoemde stelsel voor het behandelen van wegvloeiende vloeistof. In de ter toelichting gegeven uitvoeringsvorm van fig- 9 en 9a is de hoeveelheid zeewater die via 55A wordt aangeboden aan het voedini gedeelte ongeveer 115^ va.n de hoeveelheid proceswater die via PA wordt aangeboden aan de koude toren. Een deel van. het via 10A vanuit het droog-gedeelte onder de koude toren in de eerste trap afgevoerde water wordt door de voedingspomp P-108-2 die behoort bij de warme toren, verpompt naar de top van de warme toren in de eerste trap via 11A. Dit deel van het water stroomt naar beneden in de wame toren waarbij deuterium wordt overgedragen naar de daarin aanwezige in tegenstroom zijnde stroom warm procesgas en wordt dus vanuit de onderkant.van het stripgedeelte van de -warme toren boven de bovenste afdicht-schaal van het voedingsgedeelte afgevoerd via 107 A en wordt in drie stromen opgedeeld. De hoofdstroom via 37A, tca en OA wordt naar de koude toren teruggevoerd als proceswater. De tweede stroom treedt via 103A 1Q^A binnen in de toren voor het opn^ieuw in omloop brengen. De derde stroom wordt via, 103A, 105A afgeleverd om te dienen als uitwas-water voor het verrijden van het meeslepen van gas in het voedir.gsgedeelte van de warme toren, r.<\olr> eerder ir. opgemerkt, un vervol, '! :: ver^en.-.t. m»-l. voerd zeewater. In de ter toelichtinj gegevens uitvoeringsvorm bedraagt de totale hoeveelheid water die loor de parallelle gedeelten van bet onderste gedeelte van de warme toren heengaat, bijna-l^of van.de hoéveelheid water die door de koude toren heengaat. liet water dat de toren voor het opnieuw in oploop 'rengen binnentreedt vanuit 1C^A gaat In benedenwaartse richting, waarbij het deuterium overdraagt naar de in tegenstroom r.'.'ys.i-j cc-- vrvr?" bevochtigd gas dat via 58A is aangevoerd, wordt vervolgens r.f ovooru vrwuit de ondorlu'iit van de toren voor het opnieuw in c: loop brengen en wordt verpor-pl door iju pomp r-106-2 via. 102A naar de bovenkant van bet bevochtifdngr.ged f ;eit e teneinde water to leveren voor hot bevochtigen vm het y<r. dat vars'i't»"!< - Ir- 2 0 4 3 18
21 toren wordt teruggevoerd naar de warme toren. Proceswater dat binnentreedt aan de top van de koude toren in de eerste trap via 9A, wordt geleverd vanuit proceswater dat wordt afgevoerd vanuit het gedeelte boven het voedingsgedeelte van de warme toren via 107A, zoals eerder is gezegd. Het water wordt verpompt door een pomp P-105-2 via 37A door een stel gekoppelde warmte-wisselaars E-105- en twee koelers E-116- en E-106- heen alvorens binnen te treden aan de top van de koude toren via 9A. Aan dit water wordt toegevoegd opnieuw in omloop gekomen verarmd water dat via 28A, 2^A, 113A is afgevoerd vanuit de onderkant van het bevochtigingsgedeelte. Deze opnieuw in omloop gebrachte stroom water dient niet alleen om het opbouwen van opgeloste zouten vanuit het verdampen van water in het bevochtigingsgedeelte te verhinderen, doch kan voorts ten dele voorzien in middelen voor het bewerkstelligen van een vermindering van de concentratie van deuterium in de fluida aan de top van de koude toren en vervolgens aan de onderkant van de warme toren waardoor een hogere mate van terugwinnen van deuterium uit het toegevoerde materiaal kan worden bereikt, zoals hierboven is beschreven voor het stelsel volgens fig.-8. Zen ander aspect van de hier besproken uitvinding is de omwegpijp die voorafgaat aan de invoer van de voedingswaterpomp P-003-2 welke zich tot daar uitstrekt vanuit de afvoerpijp 8A voor het opnieuw in omloop brengen door het voedingsgedeelte heen van al het zeewater dat via de pijp 8A wordt afgevoerd, of een gedeelte daarvan welk gedo=lte tot nul kan worden gereduceerd. Voor het regelen hiervan zijn geschikte kleppen aanwezig. Het gebruik van deze omweg is in het bijzonder van voordeel om beeindiging van het bedrijven van het totale stelsel te vermijden in het geval de toevoer geheel of gedeeltelijk niet beschikbaar is voor aflevering aan het stelsel. Het beeindigen van het bedrijf" is kostbaar doordat de verrijkte fluida in de torens weglopen en zich' vermengen met de verarmde fluida waarbij een langdurige en kostbare periode nodig is omhet bedrijf te hervatten en de bij een stationnaire toestand behorende verrijkingsverschillen in de torens te herstellen. Aangezien zowel de zeewatervoeding en de afvoerstromen naar en van het voedingsgcdeelte zich bij in hoofdzaak identieke omstandigheden bevinden, met uitzondering van de verrijking, is er geen verdere behandeling nodig voor het opnieuw in omloop brengen op deze wijze teneinde het gehele stelsel in een stabiele 7204318 4