[发明专利]一种大体积金属钠杂质安全处理装置及方法

说明书

一种大体积金属钠杂质安全处理装置及方法，该装置包括筒体、进水管及阀门、进液管及阀门、排液管及阀门、风扇、探针、控制系统以及接线组；大体积钠块沉浸在不与钠发生化学反应的液体中，装在筒体内；进水管用于注水；进液管用于注入不与钠发生化学反应的液体；排液管用于排出所有液体；探针用于测定钠水反应速率；接线组用于连接控制系统与被控对象；控制系统根据反应速率反馈控制进水速度及决定是否排液；风扇用于防止氢气富集；该发明可实现大体积金属钠的安全处理。

技术领域

本发明涉及一种金属钠杂质安全处理装置及方法，具体涉及一种大体积金属钠杂质安全处理装置及方法。

背景技术

金属钠在医药化工、科学实验室和核工业领域有广泛的应用，是一种重要的化工原料。钠的化学性质活泼，易与水、醇类等物质发生剧烈反应，释放出易燃易爆的氢气，产生巨大热量。因此，安全处理金属钠杂质是一项十分重要的任务。

小批量金属钠的处理常用金属钠与醇类反应生成醇钠，但此方法处理大体积金属钠的速率较慢。对于大批量金属钠的处理，在中国专利申请CN200610145856中，公开了一种废钠的销毁淬灭方法，在专门的燃烧室将金属钠燃烧，后用水雾喷淋销毁，但在过程中避免不了爆炸，而且操作繁琐，安全隐患较大。

在中国专利申请CN 201710348463中，公开了一种杜绝氢气产生的金属钠的安全处理方法，在氮气保护下将置于含烷烃溶剂的反应釜内的金属钠升温熔化并搅拌，后加入酰胺和卤代烃RX的混合物。尽管其无剧烈放热，无氢气产生，但是装置较复杂，且使用了毒性有机溶剂，处理过程需要加热、搅拌等，操作繁琐。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种大体积金属钠杂质安全处理装置及方法，装置及操作简单，不使用有毒化学物质，不产生燃烧及爆炸。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种大体积金属钠杂质安全处理装置，所述金属钠处理装置是基于钠水化学反应的原理，包括容纳沉浸在不与钠发生化学反应的液体中的大体积钠块的上部开口筒体1，连接在上部开口筒体1顶部的带有阀门的进液管2与进水管3，连接在上部开口筒体1下部的带有阀门的排液管4，放于上部开口筒体1上部用于防止氢气富集的风扇5，一端插入上部开口筒体1内用于检测钠水反应速率的探针6，以及通过接线组8与风扇5、探针6和所有阀门连接的接受反应速率反馈及控制阀门开度的控制系统7。

所述不与钠发生化学反应的液体为煤油、柴油或液体石蜡。

所述上部开口筒体1为上部开口的长圆柱形，且筒体中上部设置有便于移动装置的把手9。

所述风扇5应对准筒体上部开口处。

所述大体积金属钠杂质安全处理方法，打开控制系统7，控制进液管2的阀门向上部开口筒体1内注入不与钠发生化学反应的液体，将金属钠放入上部开口筒体1底部；打开风扇5，控制系统7控制打开进水管3的阀门，钠与水发生反应，探针6检测反应速率并传输给控制系统7，控制系统7调节进水管3的阀门开度控制反应速率，当控制系统(7)判断探针(6)所测得的反应速率超过安全限值时，则打开排液管4的阀门排出上部开口筒体1内的水以停止反应；当反应速率降为零时，金属钠处理完毕，液体由排液管4排出，剩余的非钠残渣由上部开口筒体1的上部开口倒出；钠水反应的热量由不与钠发生化学反应的液体导出，由于液体隔绝氧气，钠水反应不会发生燃烧或爆炸，氢气由上部开口筒体1的上部开口扩散到大气中，并用风扇5保证扩散速率，防止氢气富集。

和现有技术相比较，本发明具备如下优点：

1、本发明装置及方法，仅要求液体不与钠发生化学反应(如煤油等)，未要求使用有毒、价格昂贵的液体介质。

2、本发明装置及方法，通过控制系统控制阀门开度，控制反应速率，过程及操作简单，自动化程度高。而且通过合理调整控制系统，可以在保证安全情况下获得最大的处理效率。