Регистрация / Вход
Прислать материал

14.580.21.0001

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.580.21.0001
Тематическое направление
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Исполнитель проекта
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева"
Название доклада
Разработка и создание эффективных аппаратов-разделителей для получения кондиционной (с концентрацией 99,8%) тяжелой воды на ФГУП "ПО"Маяк"
Докладчик
Магомедбеков Эльдар Парпачевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Цель проекта:
Разработка высокоэффективных аппаратов-разделителей с контактными устройствами рулонного ленточно-винтового типа (РЛВН) для переработки тяжелой воды с различной концентрацией дейтерия методом ректификации под вакуумом.
Задачи проекта:
Разработка высокоэффективных контактных устройств для переработки тяжелой воды с различной концентрацией дейтерия методом ректификации под вакуумом;
Разработка эффективных распределителей орошения для создания аппарата-разделителя с контактными устройствами типа РЛВН.
Актуальность и новизна исследования
Отсутствие в современной России собственного тяжеловодного производства из природного сырья, а также потребность производственных процессов на ФГУП «ПО «Маяк» в тяжелой воде обусловливает актуальность создания на базе предприятия установки переработки некондиционной тяжелой воды методом вакуумной ректификации воды.
Стандартных алгоритмов и методов решения этой задачи в настоящее время не существует, и, следовательно, они предполагают разработку принципиально новых технологий, обеспечивающих возможность создания регулярных контактных устройств рулонного ленточно-винтового типа.
Описание исследования

Для определения массообменных характеристик контактных устройств различных типов (регулярных и нерегулярных) при проведении процесса ректификации воды под вакуумом на первых этапах выполнения ПНИЭР проведены исследования на созданных в РХТУ им. Д.И. Менделеева лабораторных стендах. Результаты исследований стали основой для разработки контактных устройств рулонного ленточно-винтового типа (РЛВН) для проектирования и создания на базе Индустриального партнера экспериментальных установок с колоннами диаметром  120 мм и 250 мм. Сравнение результатов лабораторных испытаний РЛВН с зарубежным прототипом промышленной насадки Sulzer Mellapak 750 CY позволило сделать вывод о конкурентоспособности разработанного контактного устройства.

На 4 этапе были проведены лабораторные испытания в колонне диаметром 250 мм РЛВН с высотой гофра 2,5 мм и 5 мм, а также было исследовано влияние способа загрузки блоков РЛВН в колонну. Было показано, что уменьшение высоты гофра приводит к повышению разделительной способности насадки примерно в 1,4 раза. Также показано, что плотная загрузка блоков РЛВН в колонну снижает эффективность разделения в 1.3 раза за счет «пристеночного эффекта».

По совокупности лабораторных исследований в колоннах диаметром от 60 до 250 мм для РЛВН с высотой гофра 5 мм показано, что высота эквивалентная теоретической ступени разделения изменяется пропорционально отношению диаметров колонны в степени 0,156.

На производственной площадке ФГУП «ПО «Маяк» успешно проведены пуско-наладочные работы на экспериментальной установке с колонной 120 мм, оснащенной РЛВН, разработанной в РХТУ им. Д.И. Менделеева. 

Результаты исследования

1.    Проведенные пуско-наладочные работы на экспериментальной установке с колонной 120 мм, оснащенной РЛВН, разработанной в РХТУ им. Д.И. Менделеева показали, что масштабирование установки по высоте не приводит  к изменению массообменных характеристик насадки и результаты лабораторных исследований могут быть использованы при проектировании колонн большой высоты. Таким образом, можно сделать заключение об успешном проведении пуско-наладочных работ на экспериментальной установке с ректификационной колонной диаметром 120 мм с регулярной рулонной ленточно-винтовой насадкой.
2.    В результате лабораторных испытаний на установке с колонной диаметром 250 мм установлено, что предельная пропускная способность всех исследованных образцов РЛВН вне зависимости от высоты гофра оказалась выше, чем у прототипа - промышленной насадки Sulzer Mellapak 750 CY с высотой гофра 5 мм. Так, для образцов 1 и 2 РЛВН с высотой гофра 5 мм предельная пропускная способность превышает аналогичную величину  для  Sulzer Mellapak 750 CY примерно в 1,5 раза, а для образцов 3 и 4 РЛВН с высотой гофра 2,5 мм – примерно в 1,3–1,4 раза.
 

Практическая значимость исследования
На основании проведенных исследований можно сделать заключение о том, что разрабатываемая в РХТУ им. Д.И. Менделеева регулярная рулонная ленточно-винтовая насадка является вполне конкурентоспособной и может быть использована при создании промышленных высокоэффективных аппаратов-разделителей для разделения изотопов водорода и кислорода методом ректификации воды под вакуумом.