Отзыв ведущей организации (1025196)
Текст из файла
«УГВЕРЖДАЮ» ,й директор иогенмаш» полов М.В. ~201б г. ОТЗЫВ ВЕДУЩЕЙ О на диссертационную работу соискателя Куприянова Максима Юрьевича на тему «Исследование процессов низкотемпературного разделения природного гелия с целью извлечения изотопа 'Не», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.04.03— Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирОВания и жизнеооеспечения 1.
Актуальность темы диссертационной работы В настоящее Время становится аьгуальнОЙ проолема поиска нОВых источников редких газов и их изотопов. За последнее десятилетие наиболее значимое падение прОизвОдстВа и воз1застание стОимОсти касается редкого изотопа гелия ~ЗНе). Сегодня производство изотопа водорода - трития постоянно сокращается, в связи с этим продолжает сокращаться и производство изотопа 'Не, как побочного продукта радиоактивного распада трития, Рассматриваются различные потенциальные источники увеличения производства изотопа гелия от возобновления производства трития до планов извлечения ЗИе из Лунного реголита, исходя из этого рассмотрение природного гелия в качестве сырья, кажется перспективным и технологичным.
Среди возможных методов разделения смеси природных изотопов гелия из-за малого содержания Не и значительной разницы теплофизических свойств изотопов наиболее эффективными кажутся криогенные методы разделения, Данные из научных источников указывают на возможность использования этих методов, но информация о них ограничена и все описанные установки являлись лишь лабораторными образцами без акцентирования внимания на создании опытно-промышленных образцов.
Рассмотрение и исследование технологии разделения гелиевых изотопов именно с точки зрения промышленного извлечения Не из природного гелия является сегодня актуальным. При реализации этой технологии и переработке природного гелия, добываемого сегодня. возможно покрыть более половины мирового дефицита Не, этот источник может стать единственным для топлива термоядерных реакторов в будущем. 2, Основное содержание диссертационной работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, условных обозначений, списка литературы и приложения. Работа изложена на 183 страницах текста, содержит 63 рисунков, 35 таблиц и список литературы из 119 наименований. Во еиерснни раскрыты акттатьностьь невинна, практическая ~тонность проведенной работы. Гехнология извлечения Не из природного гелия криогенными методами может стать дополнительным источником легкого изотопа ге~ил и даже превзойти масштаоы получения его из тростил, В целом, новизна и практическая ценность работы закьночаются в том, что автор достаточно подробно рассмотрел и проанализировал различные методы разделения гелиевых изотопов, причем впервые с позиции создания промышленной технологии, а ~а~~с рассмотрел вопросы а~а~~э~ изо~о~~~~о состава.
В пе вой главе представлен аналитический обзор информационных и научных источников, В обзоре автор детально рассматривает и анализирует возможные методы разделения гелиевых изотопов, их эффективность и применимость в промышленных масштабах. В обзоре раскрываются достоинства и недостатки методов и комбинированных устройств с точки зрения коэффициента разделения и извлечения, Акцент сделан на разделение изотопов методом низкотемпературной ректификации, Автор приводит расчет возможного накопления трития при производстве товарного 'Не и показывает, что практически это не осуществимо, соответственно контроль по нормам радиоактивной безопасности не нужен, в отличие от производства Не из трития.
Показаны преимущества именно криогенных методов для организации технологической цепочки извлечения 'Не. В качестве трех последовательных этапов технологической цепочки были выбраны: сверхтекучая фильтрация, ректификация и адсорбция. Этапы хорошо последовательно согласуются друг с другом, позволяют перекры гь широкий диапазон начальной концентрации Смесей изотопов гелия. Автор указывает на недостаточность расчетных и экспериментальных данных о методах, в связи с чем формирует цели и задачи дальнейшего исследования. Во вто ой главе приводя гся аналитические исследования процессов низкотемпературного разделения смеси Гелиев!Их изОтопОВ. 1 ассматриваются различные виды энтропийных фильтров„приводится составленные модели и методика описания процесса фильтрации, зависимости эффективности разделения от структуры фильтра и параметров самого процесса.
Далее автор аналитически исследует процесс ректификации смеси гелиевых изотопов. Составленная методика расчета и анализ факторов, влияюгцих на процесс ректификации. относятс~ ~~~~~о к промышле~~ой технозюгии, Авз ор указывает, что основным отличием от лаоораторных установок прошлого века, в промышленной технологии будет иметь значение уделены~ энергетических затра~, ~о~орое необходимо минимизировать при переработке огромного количества природного гелия.
Рассмотрен процесс сорбции на фракциях активированного угля при температуре 4,2 К. Из экспериментальных и аналитических исследований показано, что общий коэффициент извлечения этого метода практически не зависит от начальной концентрации и хорошо применим для получения Не высокой чистоты, Автор определя~т области рациональных (с точки зрения коэффициента извлечения и удельных энергетических затрат) промежуточных концентраций смеси изотопов, показывает, что необходимо также этапы фнльтрационного и ректификационного разделения разбивать на две стадии, что позволит повысить коэффициент извлечения и уменьшить удельные энергетические затраты. Выбираются рабочие параметры этапов и рассматривается методы термостатирования на температурном уровне осуществления процессов разделения 2 - 4,2 К.
В т етьей главе автор описывает объекты экспериментального исследования и соответствующий эксперименгальный стенд, Описывается методика экспериментального исследования. Ректификация гелиевых изотопов осуществляется при температурах ниже 3,3 К, что соответствует температуре критической точки зНе, Автор уделяет много внимания и подробно рассматривает вакуумное обеспечение проведения эксперимента.
В качестве способа термостатирования выбран метод вакуумной откачки насыщенных пчров ~Не из криос гата. Большое значение имеет также подготовка арматуры и малые размеры колонны из-за ~осокой стоимости и деф~цита сырья для эксперимента. Насадка в колонне диаметром 1О мм была выбрана спиральная с характерным размером 1,5 мм, благодаря чему удалось получить научную новизну, так как данные по массообмену на такой насадке в научных источниках отсутствуют. 1'акже, выбрав начальную смесь с объемной концентрацией 4,7 % 'Не, стало возможным исследовать интересующую область процесса ректификации с малыми начальными концентрациямит что согласуется с предложенной технологической цепочкой.
Лвтору удалось произвести удачный эксперимент и исследовать различные режимы работы колонны„отобрать пробы и произвести масс-спектрометрический изотопный анализ. Заканчивает главу автор расчетом погрешности измерительного канала, которая в большей части диапазона возможных рабочих параметров удовлетворяет инженерным значениям. В аетвертоп, гвене представненыы непосредственно реттаьтвть~ экспериментов, т.е. зависимости градиентов концентрации по высоте колонны от начальной концентрации, концентрации продукта и режима работы колонны. В результчте обработки полученных экспериментальных данных были получены данные, характеризующие эффективность массообмена в колонне, а име~~~ высота ~~ви~~ле~~~ая теоретической ~~релке и ~~~о~~ ~дин~ц переноса (ВЭТТ и ВЕП). Полученные автором значения ВЭТТ в 40 мм, хоть и согласуются, но не являются минимальными из рассмотренных в главе 1 и сопоставленных далее„возможно, ззо связано с неоптимальным выбором насадки или режимом работы колонны.
Далее в диссертации оценочно определяются удельные энергетические затрат ы в ходе проведения эксперимента и сравниваются с 1эасчетными значениями, полученными ранее, что позволяет с учетом выбора метода термостатирования, судить о величине реальных эксплуатационных затрат в промышленной установке. Лвтором проводится оценка полученных погрецшости экспериментальных данных, которая в исследованной области оказалась небольшой.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
