Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка энергоэффективной технологии прямоконтактного жидкометаллического переноса тепла для переработки широкого класса жидкостей (солевых растворов, углеводородов, отходов производства, включая радиоактивные)

Докладчик: Харчук Сергей Евгеньевич

Должность: научный сотрудник

Цель проекта:
- выполнение прикладных научных исследований, в том числе межотраслевого характера, направленных на создание продукции и технологий для модернизации отраслей экономики, выполняемых по приоритетам развития научно-технологической сферы с использованием результатов фундаментальных и поисковых исследований; - разработка энергоэффективной (не менее, чем 1,5 раза по сравнению с существующей) технологии и аппарата для переработки широкого класса жидкостей (солевых растворов, углеводородов, отходов производства, включая радиоактивные) при производстве пресной воды и перегонке углеводордодов за счет прямоконтактного жидкометаллического переноса тепла.

Основные планируемые результаты проекта:
Необходимо провести аналитический обзор имеющихся данных по системам переработки разнообразных жидкостей. На основании проведенного обзора должен быть обоснован оптимальный вариант решения задачи и разработаны принципиальные схемы жидкометаллических теплообменных аппаратов: для опреснения воды, для переработки органических жидкостей, для утилизации отходов производств, в том числе радиоактивных.
Должно быть разработано методическое обеспечение расчетных и экспериментальных исследований.
На разработанном лабораторном оборудовании должны быть экспериментально исследованы физико-химические особенности изучаемых процессов: кинетика взаимодействия жидкого металла и водяного пара (воды), доказательство возможности получения при испарении двух продуктов – пресного конденсата и сухого остатка соли, кинетику взаимодействия жидких углеводородов с жидкими металлами, доказательство возможности извлечения из органических жидкостей легких нефтяных фракций, кинетику взаимодействия жидкого металла с радиоактивными жидкими отходами производств, доказательство возможности очистки получаемого после выпаривания водного конденсата от радионуклидов.
По результатам исследований должен быть выбран оптимальный технологический процесс для демонстрации преимуществ разрабатываемой технологии.
На разработанном экспериментальном (демонстрационном) образце прямоконтактного теплообменного аппарата должны быть доказаны преимущества жидкометаллического переноса тепла.
Полученные результаты должны быть обобщены, должен быть разработан проект ТЗ последующие ОКР и разработаны основы технологии энергоэффективного прямоконтактного жидкометаллического переноса тепла.
Разрабатываемая технология и аппараты будут иметь следующие преимущества:
- наличие системы поддержания качества теплоносителя теплообменных прямоконтактных аппаратов - в объеме, необходимом для длительного ресурса безаварийной работы теплообменного прямоконтактного аппарата.
- в качестве подаваемого исходного сырья использование солевого раствора с солесодержанием до 40 г на 1 кг H2O, жидких отходов производств, включая радиоактивные с возможностью их выпаривания до сухого остатка (в том числе испарением связанной воды), находящиеся на долговременном хранении на АЭС с реакторами типа ВВЭР и РБМК.
- ресурс работы, увеличенный в 1,5-2 раза по сравнению с теплообменными аппаратами, реализующими традиционные технологии выпаривания.
- удельная производительность на единицу объема, увеличенная в 2-3 раза за счет снижения весогабаритных характеристик.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Разрабатываемые прямоконтактные жидкометаллические аппараты, должны предназначаться для использования:
- в опреснительных установках различной производительности в регионах с недостатком пресной воды для получения питьевой и технической воды из морской, солончаковой и др. вод;
- на нефтеперерабатывающих предприятиях для повышения глубины переработки нефтяного сырья за счет извлечения из тяжелых нефтепродуктов (топочный мазут, кубовые остатки и др.) более легких нефтяных фракций;
- на предприятиях и площадках хранения жидких радиоактивных, бытовых и промышленных отходов для кондиционирования их путем обезвоживания и, как следствие, многократного уменьшения объемов захороняемых отходов.

Текущие результаты проекта:
4.1 Проведены выбор и обоснование направления исследований, в том числе:
Проведена сравнительная оценка эффективности возможных направлений исследований.
Разработаны варианты возможных решений задачи, выбран и обоснован оптимальный вариант решения задачи.
4.2 Выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы по системам для переработки широкого класса жидкостей при прямоконтактном жидкометаллическом переносе тепла. Было найдено более 60 научно-информационных источников, в том числе более 20 за последние 5 лет (период 2009-2014 гг.)
4.3 Проведены патентные исследования по ГОСТ Р 15.011-96 по теме: «Прямоконтактный жидкометаллический перенос тепла для переработки широкого класса жидкостей». Период 1994 – 2014.
4.4 Разработаны принципиальные схемы жидкометаллических теплообменных аппаратов в зависимости от перерабатываемой среды.
4.5 Разработана методика проведения исследований физико-химических процессов, протекающих при прямоконтактном выпаривании водных солевых растворов, при прямоконтактной переработке органической жидкости (топочный мазут) и жидких отходов производств, включая радиоактивные.
4.6 Разработан и изготовлен лабораторный стенд для проведения исследований физико-химических процессов, протекающих при прямоконтактном жидкометаллическом переносе тепла к перерабатываемым жидкостям.