Дейтерия извлечение

Убедительным доказательством перспективности освоения управляемых термоядерных процессов может послужить тот факт, что энергия, освобождаемая при термоядерной реакции дейтерием, извлеченным из 1 л воды, равна энергии сгорания 300 л бензина. [c.43]

Основные выводы, сделанные в разд. 3,3 и 3,4 при анализе проницаемости и селективности непористых полимерных мембран, корректны и для металлических мембран. Следует лишь отметить высокие значения селективности при извлечении водорода из смеси с другими газами, кроме дейтерия. Фактор разделения бинарной смеси Нг—Ог на металлических мембранах колеблется в пределах 1,38—1,65 [8]. [c.117]

Вторая ступень электролиза состоит из меньшего числа ванн. Сухой водород из ванн этой ступени обычно тоже непосредственно поступает потребителю, так как извлечение из него дейтерия оказывается экономически нецелесообразным. Конденсат паров, уносимых газами из второй ступени, поступает на питание ванн третьей ступени. [c.352]

Для улучшения технико-экономических показателей процесса получения тяжелой воды вместо сжигания обогащенного дейтерием водорода используют более совершенные методы извлечения дейтерия из водорода. [c.39]

Метод извлечения тяжелой воды, основанный на каталитическом изотопном обмене между парами воды и обогащенным дейтерием водородом (КИО). По данному методу при контакте водорода, обогащенного дейтерием, с парами воды устанавливается равновесие [c.39]

Извлечение дейтерия. Схема установки для получения концентрата, содержащего 8% НО, нз электротехнического водорода показана на рис. 8.34 [27]. [c.246]

Тяжелый изотоп водорода — дейтерий Оа нашел применение в атомной энергетике. Дейтерий входит в состав тяжелой воды ОаО, которая используется в качестве замедлителя нейтронов и как теплоноситель. Атомные электростанции используют значительное количество тяжелой воды (100 000—250 000 кг). Малое содержание дейтерия в водороде (1/6400) создает известные трудности при его получении. Извлечение дейтерия и получение тяжелой воды может быть осуществлено различными методами ректификацией воды, изотопным обменом, двухтемпературным (сероводородным) методом, ректификацией жидкого водорода. [c.253]

Экономический анализ показывает, что метод низкотемпературной ректификации является наиболее перспективным. Следует подчеркнуть, что в СССР впервые в мировой технике была решена задача извлечения дейтерия из водорода методом низкотемпературной ректификации [16]. [c.253]

Расчеты показывают, что на установках, имеющих степень извлечения дейтерия 90%, при производительности 1000 м 1ч по водороду за год можно получить около 1000 дейтерия, что примерно эквивалентно 970/сг ОаО в год. Рассмотрим принципиальную схему блока разделения для получения дейтерия методом ректификации На (рис. 130). Процесс последовательно осуществляется в трех колоннах 1, 2 к 3. В колонну 1 поступает из холодильного цикла в виде насыщенного пара разделяемый поток водорода с содержанием 0,03% НО. Циркуляционный поток водорода высокого давления служит для создания холода и флегмы в колонне 1. Этот поток проходит куб колонны и дросселируется в ее верхнюю часть. Степень извлечения НО составляет —90%, в кубе колонны собирается концентрат с содержанием —7% НО. Полученный концентрат направляется в колонну 2, где содержание НО увеличивается до 100%, обратный поток (богатый НО) из верхней части колонны 2 направляется в колонну 1. Отводимая чистая фракция НО через теплообменники 4 поступает в реактор 5, где при высокой температуре протекает реакция [c.253]

Степень обогащения Q жидкости дейтерием в процессе электролиза и степень извлечения у дейтерия при этом составят соответственно [c.241]

Степень извлечения дейтерия в каскаде из п ступеней составит [c.248]

Если сжечь газы тех ступеней, где концентрация дейтерия выше, чем в природных водах, и полученную при сжигании воду — рекуперат — возвратить на питание каскада, степень извлечения дейтерия в нем возрастает и удельные затраты электроэнергии на производство тяжелой воды сокращаются. Такая схема, получившая название непрерывной электролитической схемы концентрирования с рекуперацией, использовалась в некоторых странах на первом этапе развития крупнопромышленного производства тяжелой воды. [c.248]

Извлечение дейтерия из водорода на ступени КИО существенно зави- [c.257]

Величина р, = С1/С0 зависит от количества ступеней изотопного обмена и разности концентраций дейтерия на концах каскада. При достаточно большом числе ступеней в каскаде приближается к единице. Возможная степень извлечения дейтерия в таком каскаде [c.258]

Степень извлечения дейтерия тем больше, чем выше значение Кр, т. е. ниже температура процесса изотопного обмена. Однако одновременно с увеличением Кр по мере снижения температуры уменьшается активность катализатора и сильно возрастает его количество, необходимое для достижения заданной степени р. Поэтому на первых по ходу жидкости ступенях целесообразно поддерживать возможно более низкую температуру и повышать ее на последующих ступенях. Нижний предел температуры определяется необходимостью предотвращения конденсации паров во- [c.258]

Необходимо также отметить, что единственным методом, реализованным в промышленном масштабе для извлечения трития из тяжеловодных реакторов и получения товарного трития, является метод ректификации водорода. Принципиальная схема этого процесса была приведена на рис. 6.7.1. Для перевода трития из воды в водород используют каталитическую реакцию (6.7.2), которую проводят в системе пар-газ . В результате этого обмена тритий из молекул ВТО и протий из молекул НВО переходят в водород, который поступает в середину ректификационной колонны первой ступени. Из верха колонны отводятся НО и В2, которые идут на сжигание, образуя воду, содержание дейтерия в которой около 60 ат.%. Из низа колонны первой ступени [c.273]

Оказались весьма эффективными методы разделения легких изотопов и особенно На и Од, основанные на различии межмолеку-лярных взаимодействий. Очень прост в принципе способ селективной абсорбции. Основной задачей здесь является подбор соответствующего растворителя. Для смеси На и НВ теоретически и экспериментально было изучено [18] большое число растворителей ЫНд, 50,, СН4, Н,5, N0, СОа, Аг, N2, Ые. Исследования проводились в широких интервалах давлений (1—200 ат) и температур (27-—240°К). Было установлено, что почти во всех случаях Нб растворяется лучше, чем На- В качестве показателя возможности разделения можно взять отношение коэффициентов Генри для НВ и На. Для большинства абсорбентов это отношение лежит в пределах 1,03—1,2 и только для жидкого неона оно очень велико (около 3,23). Используя лучшую растворимость НО в жидкости,, можно создать схему непрерывного извлечения дейтерия из какого-либо водородсодержащего газа. Расчеты показали, однако, что такая схема по затрате энергии не выдерживает конкуренции с другими (см. ниже). [c.9]

Для производства тяжелой воды высокой концентрации этот каскад ванн непригоден, так как последние ступени отдают в сеть потребителя водород, существенно обогащенный дейтерием, вследствие чего степень извлечения дейтерия в установке падает и составляет всего 8—10%. Для повышения степени извлечения следовало бы сжигать газ из ванн, которые дают водород с повышенным по сравнению с природным содержанием дейтерия, и возвращать полученную воду в ванны, содержащие соответствующую концентрацию дейтерия в электролите. В этом случае понизится количество водорода и кислорода, производимых для химических целей, и увеличатся производственные расходы, падающие на себестоимость тяжелой воды. В наиболее благоприятном случае [c.11]

Основные расчетные технико-экономические показатели процесса следующие [23] степень извлечения дейтерия 33% расход пара 2,1 т/кг DjO расход электроэнергии 200 квт-ч кг DgO количество водорода на 1 т DgO — 26 млн. н. ж количество каталитической суспензии 8700 т (на 1 т годовой мощности требуется 16 кг платинового катализатора). Соотношение потоков газ/жидкость равно 2,4 1. К недостаткам процесса следует отнести сложность работы с каталитической суспензией и зависимость производства от источника водорода. В настоящее время процесс еще не разработан для промышленного применения, ведутся лишь экспериментальные и расчетные исследования. [c.16]

В США построенные ректификационные установки после непродолжительной эксплуатации были законсервированы как нерентабельные. Стоимость 1 кг тяжелой воды на этих установках достигала 300—500 долл. Экономичность процесса извлечения дейтерия дистилляцией воды можно увеличить применением теплового насоса, т. е. вторичным сжатием пара для обогрева куба колонны. [c.17]

Другие, более сложные, водородные соединения не удается использовать для извлечения дейтерия методом ректификации, так как в них коэффициент разделения а водородных и дейтериевых соединений близок к единице. [c.18]

Совершенно естественно, что в поисках более дешевых способов получения дейтерия обратились к возможности извлечения тяжелого изотопа водорода путем непосредственной ректификации жидкого водорода. [c.18]

На рис. 4 дан принцип выделения дейтерия методом ректификации при низких температурах. Охлажденный до температуры конденсации разделяемый водород поступает в середину ректификационной колонны I. Флегмой колонны I служит циркуляционный сжатый водород, который после охлаждения в теплообменниках (на рисунке не показаны) поступает в змеевик куба колонны, где сжижается, испаряя жидкость куба, после чего в жидком виде подается на верх колонны I. Этот циркуляционный водород используется одновременно для покрытия потерь холода и поэтому сжимается до давления, обеспечивающего нужную холодопроизводительность. Из куба колонны I отводится концентрат, содержащий 5—10% НО. Степень извлечения НО в колонне можно довести до 90—95%. Полученный первичный концентрат НО направляется в колонну П, где происходит концентрирование практически до чистой фракции НО. Выходящий 2 19 [c.19]

В СССР вопросами концентрирования дейтерия в промышленном масштабе методом низкотемпературной ректификации начали заниматься давно. Для освоения этого метода необходимо было решить очень многие сложные технические вопросы, для чего, помимо предварительного расчетного исследования, были проведены большие лабораторные исследования, построены опытные установки, давшие возможность получить необходимые экспериментальные данные для проектирования крупных промышленных установок. В дальнейшем такие крупные установки были спроектированы, построены и с успехом эксплуатируются уже много лет [37 ]. В СССР, впервые в мировой технике, была решена задача извлечения дейтерия из водорода методом низкотемпературной ректификации промышленность низких температур перешла с уровня 80° К (разделение воздуха) на уровень температур 20° К (разделение водорода). [c.20]

Вопросами ректификации жидкого водорода для промышленного извлечения дейтерия занимались также в Европе (Англия, ФРГ, Франция) и в США [3, 8, 29, 30, 38, 39]. [c.20]

Степень извлечения дейтерия, %. ..... 2-4-3,5 40 90—95 15-20 [c.21]

В дальнейшем изложении концентрация кубового продукта принимается равной 3,5% НО. Интересно отметить, что на извлечение дейтерия из нормального водорода в виде 3-процентного концентрата НО требуется такая же минимальная термодинамическая работа, как и на дальнейшую концентрацию его с 3 до 100% НО. [c.47]

Водород высокой чистоты можно получить в промышленном масштабе только электролизом. В газе, получаемом с промышленных электролизеров, содержится 0,010 ч- 6,02% азота. Электролизный водород, таким образом, является почти идеальным сырьем для извлечения дейтерия методом глубокого охлаждения. [c.86]

По самым оптнмистически.м оценкам, запасов углеводородного топлива хватит не более чем на 1000 лет (некоторые утверждают, что даже на 100 лет). Предположим, что весь дейтерий извлечен и реакция термоядерного синтеза, дающего гелий, осуществлена. На какой период вре.мени хватит этих запасов энергии Предположите, что доступен весь [c.346]

СССР, США, Великобританию, ведутся интенсиьные работы по использованию термоядерной энергии в мирных целях. Решение этой задачи даст в руки человечества практически неисчерпаемые источники энергии. Действительно, в гидросфере Земли запасено около 4- Ю з т дейтерия, который может явиться основным термоядерным горючим. Извлечение ядерной энергии, содержащейся в дейтерии, обеспечило бы получение 7-10 кВт-ч энергии, т. е. навсегда сняло бы с человечества заботу о пополнении энергетических ресурсов на Земле. [c.425]

Третья ступень каскада, состоящая из еще меньшего, чем вторая, числа электролизеров, питается конденсатом второй ступени. Газообразный водород, обэазующийся в электролизерах третьей ступени, содерж ит значительные количества дейтерия, который должен быть извлечен из водорода. Для этого существуют следующие методы. [c.138]

Метод извлечения тяжелой воды, основанный на реакции каталитического изотопного обмена (КИО). В этом случае при контакте обогащенного дейтерием водорода, выходящего из электролизера, с парами воды ус -анавливается следующее равновесие [c.138]

Степень извлечения дейтерия из катодного газа зависит от условий, обеспечивающих сдвиг равновесия этих реакций вправо. Для повышения скорости реакщ й изотопного обмена в систему вводят катализаторы — скелетный никель и никель, нанесенный на оксиды алюминия или хрома. [c.138]

Рис. У1-4. Основные закономерности работы одной ступени электролитического концентрирования тяжелой воды а — зависимость степени извлечения дейтерия V от удельного отбора т при различных а б — зависимость степени обогащения ч от удельного отбора т при различных а в-зависимость степеней обогащения и извлечения V от концентрации дейтерия в элекролите при а = 5 н т = 0,5 3 — удельный отбор т, необходимый для степеней обогащения = =

Поскольку в рассматриваемых сорбционных системах ни в одной из фаз (газовой или твёрдой) не протекает реакция ГМИО, то на практике реализуются лишь предельные значения а, и для полного описания изотопного равновесия в бинарной смеси изотопов А и В достаточно определить любые два коэффициента разделения из входящих в выражение (6.8.10). Кроме того, надо иметь в виду, что для обогащения в широком интервале изотопных концентраций (например для извлечения дейтерия 02 из природной изотопной смеси, содержащей молекулы Н2 и НО) необходимо проводить реакцию ГМИО. [c.267]

Трудность технологическ ой задачи получения тяжелой воды, как и извлечения многих других изотопов, заключается в том, что дейтерий в природном водороде и водородных соединениях содержится в сравнительно небольшом количестве — около 1 части на 6000—7000 частей водорода. Таким образом, при выделении дейтерия необходимо добиваться, чтобы переработка очень боль- [c.4]

Аналогичную схему совместной работы с реактором изотопного обмена имеет каждая ступень электролиза. Степень извлечения дейтерия при этом можно существенно повысить по сравнению с простым электролизным методом она может достигать З9 6. По такой схеме много лет эксплуатировалась установка для получения тяжелой воды в Трейле. Подробно о применении этого метода к промышленной установке см. работу [8]. [c.12]