Автореферат (1025194), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Изобары равновесия и графическое определение числа идеальныхтеоретических тарелок, соответствующее экспериментальным режимам14Полученные характеристики насадки и режимов работы колонныуказывают на возможность использования подобных устройств дляразделения смесей изотопов гелия с малой начальной концентрацией 3He(от 1 до 5 %). С учетом области рациональных значений промежуточногоконцентрирования 3He при ступенчатой ректификации в промышленнойтехнологии высота рабочего слоя спиральной насадки, использованной вэкспериментальной колонне, составит 250 мм при давлении колонны 7 кПа.Определена область рациональных значений промежуточныхконцентраций всех технологических этапов цепочки промышленногополучения 3He из природного гелия криогенными методами с суммарнымкоэффициентом извлечения 0,99. Результаты представлены на Рисунке 10.Рисунок 10.
Блок-схема технологии промышленного получения 3He изприродного гелия (указаны мольные концентрации 3He)В соответствии с проведенными исследованиями разработанырекомендации для создания опытно-промышленной установки:- в качестве последовательных методов обогащения изотопа 3Heвозможно использование криогенных методов фильтрации, ректификации исорбции;- рациональные значения промежуточных концентраций методовобогащения и организации их этапов представлены на Рисунке 10;- для анализа продуктов всей технологической цепочки применимывремяпролетные масс-спектрометры серии ЭМГ с модернизированнойсистемой ввода для увеличения экспрессности анализа и уменьшения потерьредких газов;- расположение установок фильтрации непосредственно наожижительных гелиевых заводах позволит организовать экономическирентабельное производство при современных ценах на энергоносители иминимальной рыночной стоимости 3He.15Выводы1. Впервые получены экспериментальные данные по массообмену наспиральной насадке с элементами диаметром 1,5 мм × 1,5 мм из стали12Х18Н10Т при разделении смесей гелиевых изотопов с низкиминачальными мольными концентрациями 3He (1,0; 2,4 и 4,7 %), позволяющиеспроектировать насадочную колонну опытно-промышленной установки.2.
Определена область рациональных значений промежуточныхконцентраций всех технологических этапов цепочки промышленногополучения 3He из природного гелия с содержанием 3He от 0,1 до 1,4 ppmкриогенными методами.3. Предложена методика отбора проб при низкотемпературнойректификации и выполнения измерений мольных концентраций 3He в смеси спомощью времяпролетного масс-спектрометра ЭМГ 20-8, отличающаясянапуском из замкнутого минимального объема без протока газа ииспользованием пъезонатекателя, что позволило сократить время анализапроб более чем в 10 раз по сравнению с традиционной методикой (менее 10минут) и минимизировать объем пробы более чем в 100 раз (менее 10 мл).4. Разработана методика расчета степени обогащения 3He в процессефильтрационного разделения сверхтекучей и нормальной компонентжидкого гелия с учетом влияния характеристик материала фильтра ипараметров состояния процесса.5.
Получены исходные данные для создания опытно-промышленнойустановки извлечения 3Не из природного гелия.Основные публикации по теме диссертации1. Куприянов М.Ю., Бондаренко В.Л., Графов А.П. Применение,получение изотопа 3He и освоение альтернативных источников // Химическоеи нефтегазовое машиностроение. 2015. №10. С.
32-34.2. Куприянов М.Ю., Бондаренко В.Л., Графов А.П. Анализвозможности применения низкотемпературной ректификации для разделения3He/4He в промышленной установке // Химическое и нефтегазовоемашиностроение. 2015. №10. С. 35-38.3. Изотопный анализ 3He/4He с помощью промышленного массспектрометра ЭМГ-20-8 применительно к лабораторным установкамизвлечения 3He из природного гелия /М.Ю. Куприянов [и др.]. Химическое инефтегазовое машиностроение. 2016. отдано в печать 16.05.2016.4. Оптимизация процессов извлечения изотопа 3He из природногогелия /М.Ю.
Куприянов [и др.]. Технические газы. 2012. №6. С. 47-53.16.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
