Кеменов В.Н., Нестеров С.Б. Вакуумная техника и технология (1065498), страница 12
Текст из файла (страница 12)
ТЭГ изготовляется на основе монокристаллическогокремния на сапфировых подложках и поликристаллического кремнияна кварцевых подложках.Внимание исследователей многих стран уже давно привлечено кразработке эффективных средств преобразования солнечной энергии,практическое использование которой не связано с загрязнением окружающей среды и нарушением теплового баланса планеты [9].
Повышенный интерес к фотоэлектрическому методу преобразования энергии обусловлен реальной возможностью создания стабильной в эксплуатации, дешевой и высокоэффективной солнечной энергии.Актуальной проблемой современной полупроводниковойсолнечной энергетики является создание тонкопленочных солнечныхэлементов [10]. В полупроводниках с прямыми оптическими переходами коэффициент поглощения излучения столь велик, что поглощениефотоактивной части происходит в слое менее нескольких микрон. Вто же время большинство солнечных элементов, изготовленных измонокристаллических полупроводников имеет толщину 200−300 мкм,поскольку применение в массовом производстве более тонких пластин не удается из-за их высокой хрупкости.47В этом разрыве между теорией и практикой возможно таитсярезерв дальнейшего удешевления солнечных элементов, который может сделать целесообразным и экономически оправданным использование солнечных элементов не только в системах с автономнымэнергоснабжением космических аппаратов, но и в наземных электрических системах различной мощности.При производстве тонкопленочных солнечных элементов большую роль играет вакуумная технология.
Вакуумное оборудование необходимо, например, при физическом осаждении из паровой фазы - вакуумном испарении. Вакуумная система содержит диффузионные и вспомогательные форвакуумные насосы и должна обеспечивать давление10-4−10-6 Па. Такая система наиболее часто используется для созданиятонких пленок в основном благодаря небольшой стоимости, простоте ивысокой скорости откачки. При использовании в диффузионных насосах специальных масел (например, полифенилового эфира), криогенных отражателей и полностью металлической конструкции в системедостигается сверхвысокий вакуум с давлением в диапазоне 10-6−10-8 Па.Другая стандартная сверхвысоковакуумная система основана на применении ионно-распылительного насоса в сочетании с сорбционными ивспомогательными титановыми сублимационными насосами.Солнечные элементы создаются на основе разных материалов: сульфида меди, тонкопленочного поликристаллического кремния, CdTe, CdS..При изготовлении солнечных элементов на основе аморфногокремния используется магнетронное ионное распыление, которое также проводится в вакууме.Изучаются возможности создания солнечных элементов сприменением ионного осаждения.
Легирование пленок галлием позволяет значительно изменить их удельное электросопротивление.Ионное легирование проводится на установках ионной имплантации, вкоторые также входит большое количество разнообразной вакуумнойаппаратуры: турбомолекулярных и крионасосов и вакуумных измерительных приборов.Библиографический список.1. Арсеньев Т.
В. Энергетические установки. М.: Высш. шк., 1991.2. Курнык Л. Н. Проблемы и перспективы усовершенствования вакуумных деаэраторов // Электр. cтанции. 1988. № 10. С. 27−31.483. Костылев В. Ф. Совершенствование конструкций и повышение эффективности работы вакуумных деаэраторов в схемах подготовки питательной воды испарителем //Водный режим барабанных котлов ииспарительных установок. 1990. С. 94−99.4.
Stainless-steel vacuum pumps beat acid corrosion //Chem. Eng. 1993.Vol. 100. № 2. P. 135−136.5. Глебов И. А. Перспективы использования явления сверхпроводимостив турбогенераторостроении // Изв. АН. Энергетика. 1994. № 5.C. 27−42.6. Хэфер Р. Криовакуумная техника. Основы применения. М.: Энергоатомиздат, 1983.7.
Арсеньев Г. В. Энергетические установки. М.: Энергия, 1991.8. Kiely J. H. The design and fabrication of a miniature thermoelectric generator using MOS processing techniques // Meas Sci and Technol. 1994.Vol. 5. № 2. P. 182—189.9. Современные проблемы полупроводниковой фотоэнергетики /Под ред. Т. Коутса. М.: Мир, 1988.10. Чопра К.
Тонкопленочные солнечные элементы. М.: Мир, 1986.6. ВАКУУМНАЯ ТЕХНИКА В УГЛЕДОБЫВАЮЩЕЙ ИГОРНОРУДНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИВакуумная техника в угледобывающей и горнорудной промышленности в основном применяется при откачке и фильтрации агрессивных, токсичных, запыленных и загазованных сред, для транспортировки сыпучих и взвешенных в жидкости металлов.Наибольшее распространение из вакуумных установок получили вакуум-фильтры при обезвоживании и сушке в водно-шламовомхозяйстве.Вакуум-фильтр − это аппарат для разделения суспензий, т.е.жидкостей, содержащих твердые частицы во взвешенном состоянии.Разделение происходит в результате разности давлений, создаваемыхвакуум-насосом, над фильтрующей перегородкой и под ней.
Известнывакуум-фильтры периодического и непрерывного действия. Последний представляет собой горизонтальный вращающийся барабан, который изнутри разделен радиальными герметичными перегородками наотдельные ячейки, соединенные трубками с распределительной головкой. По мере вращения барабана в ячейках создается вакуум или избы-49точное давление. При вращении барабан проходит зону фильтрации,где жидкость засасывается в барабан, а твердые частицы оседают нафильтрующей ткани. После промывания осадка водой барабан входитв зону сушки, где через осадок просасывается воздух, затем в зонуудаления осадка.
Здесь изнутри барабана подается сжатый воздух, аосадок с поверхности барабана срезается ножом. Известны также дисковые, ленточные, тарельчатые, карусельные и другие типы вакуумфильтров непрерывного действия.Широкое применение комплексной механизации при добычепредопределяет непрерывное увеличение выхода мелких классов угляи шламов на углеобогатительных фабриках. Однако обработка и обезвоживание различных шламов является сложным вопросом [1].Выведение из циркуляции крупнозернистых шламов, сокращение сброса шламовых вод в наружные очистные сооружения, выделение товарной продукции из сбросовых илов возможно при использовании ленточных вакуум-фильтров. Ленточные вакуум-фильтры традиционно относятся к химическому оборудованию и выпускаются предприятиями химического машиностроения.
Они выпускались с 1979 г.на заводе «Прогресс», Бердичев.Выбор вакуумного насоса по производительности осуществляется из условия удельного расхода воздуха на фильтрование и обезвоживание осадка на ленте фильтра, равного примерно 5 м3/м2 ⋅ч.Фирма О & К Aufbereitungstechnik (Германия) поставляет различные типоразмеры ленточных вакуум-фильтров, которые применяютсядля обезвоживания кварцевых песков, углей, руд, химических реактивов [2]. На этих фильтрах осуществляют противоточную промывкуосадка в многостадийном и одностадийном режиме.
Для них характерна высокая точность регулировки параметров эксплуатации, разность давлений в пределах 9 кПа.Фирма Krupp Fordertechnik (Германия) начала производствонового ленточного вакуум-фильтра непрерывного действия типа СНмодульной конструкции, что позволяет наиболее эффективно использовать его в конкретных технологических условиях [3, 4].
Фильтр имеетгоризонтальную схему расположения. Пульпа поступает на ленту фильтра с расположенным равномерно по ширине вакуумным поддоном, смонтированным на катках. При перемещении поддона в крайнее конечноеположение вакуум отключают и поддон переходит в начальное положение. Данный тип фильтра обеспечивает высокую производительность инизкую влажность осадка. Фильтр оборудован системой многостадийной промывки трека, что препятствует забивке фильтроткани.50На предприятиях по добыче угля и песка применяются мокрые процессы их приготовления.
В промывочной воде постепенноувеличивается содержание загрязнений, для удаления которых предварительно применяются гидроциклоны, а затем вода направляется впруды-отстойники, где оставшиеся частицы оседают на дно под действием силы тяжести и добавок коагулянта. Образующиеся на их днешламы требуют обезвоживания для снижения потерь воды. Для этихопераций применяется целый набор вакуумных фильтров и центрифуг[5].
Фильтры могут быть ленточными (расход воздуха200−1000м3/м2⋅ч, площадь до 65 м2, удельная производительность 1− 20т/м2⋅ч), вакуумно-ленточными (100−800м3/м2⋅ч, 145м2, 200−2000кг/м2⋅ч), барабанными (100−500 м3/м2⋅ч, 90м2, 100−800 кг/м2⋅ч).Наряду с ленточными в горно-рудной промышленности используются барабанные и дисковые вакуум-фильтры. В работе [6]установлено, что при обезвоживании железно-рудных концентратовна дисковых вакуум-фильтрах существует экономически выгоднаявеличина их влажности, отличная от наименьшей влажности этихконцентратов, полученных при максимальном вакууме. Показановлияние различных схем компоновки вакуум-фильтров и вакуумныхнасосов на энергоемкость процесса обезвоживания.Для получения низкой влажности концентрата требуется максимальное значение вакуума на головках вакуум-фильтров [7]. В настоящее время на горно-добывающих предприятиях достигнута величина давления 79,8 − 82,5 кПа.Для представления о масштабах использования дисковых вакуум-фильтров отметим, что к 1987 г.
на Ингулецком горнообогатительном комбинате, например, находилось в постоянной эксплуатации 36 вакуум-фильтров типа ДШ68-2,5, подключенных вакуум-проводом параллельно к 12 вакуум-насосам типа ВВН-300, чтопозволяло поддерживать на головках фильтров давление, равное 74,3кПа. Производительность вакуум-фильтра ДШ68-2,5 составляла 23,7т/ч. В 1990 г. для обезвоживания железорудного концентрата былиприменены вновь созданные высокопроизводительные вакуумфильтры ДШ160-3,2У (производительность − 96,7 т/ч) [8].В последние годы разрабатываются вакуум-фильтры, в которых в качестве фильтрующего средства используется микрокерамика(размер пор около 1 мкм) [9]. Это позволяет десятикратно снизить энергозатраты на поддержание вакуума по сравнению с обычными фильтрами. Недостатком микропористого вакуум-фильтра является его низкая производительность.
Для устранения этого недостатка фильтры51целесообразно устанавливать на второй стадии обезвоживания. Дляувеличения движущей силы процесса используется сочетание в одномаппарате фильтра под давлением и вакуумного. Подача избыточного давления в объем вакуум-фильтра позволяет удвоить производительность.Для улавливания пыли и других механических примесей извоздуха в системах вентиляции и в промышленных установках очистки газов в угледобывающей и горно-рудной промышленности применяются пылеулавливатели.
Пылеулавливатели фирмы Debus Druckluft- Vakuumtechnik GmbH представляют собой промышленный пылесосс трехмоторным приводом, производящий всасывание со скоростью9000 л/мин, при давлении 2200 мм вод. ст. [10]. Пылесос оснащен системой защиты электропитания от перегрузок. Фильтр состоит из элементов в форме патронов с общей поверхностью фильтрации 15 м2.Для очистки пылесоса от пыли служит специальный компрессор, создающий давление воздуха до 7⋅10-1Па и очищающий фильтры с помощью магнитных вентилей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
