Двухтемпературный обмен

Двухтемпературный обмен с использованием воды и газообразного сероводорода, предложенный Фаркашем [11], Гейбом [6] в Германии, Райдилом 26] в Англии и рассматривавшийся также группой ученых в Колумбийском университете. [c.370]

Несмотря на то, что эти цифры минимальны и относятся к идеальному случаю, можно сделать вывод, что двухтемпературный обмен позволяет достигнуть значительной экономии по расходу энергии. [c.463]

Производительность заводов, работающих по этому методу, измеряется сотнями тонн тяжелой воды в год выработка другими методами намного меньше. Двухтемпературным обменом между водой и сероводородом получают тяжелую воду низкой стоимости и в неограниченных количествах. В тяжелой воде содержится обычно 99,6—99,95% ОгО. Ее дальнейшую очистку осуществляют теми же способами, что и очистку обыкновенной воды. Сверх того возникает необходимость оберегать тяжелую воду от контакта с воздухом будучи очень гигроскопичной, она жадно поглощает пары из воздуха. Ее хранят и транспортируют в тщательно закупоренных сосудах или запаянных ампулах. [c.85]

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]

Английской фирмой СЛВ разработан [32] процесс получения тяжелой воды, в котором изотопный обмен водород — аммиак сочетается с последующей ректификацией жидкого аммиака. В первой колонне, работающей при давлении 250 ат и температуре— 40° С, протекает изотопный обмен между водородом (сырье) и аммиаком, причем концентрация дейтерия в аммиаке увеличивается в пять раз по сравнению с начальной. Из водорода извлекается 70% дейтерия. Обогащенный дейтерием аммиак поступает в систему двух колонн, работающих по принципу двухтемпературного процесса. Холодная колонна работает при — 40° С, горячая при +100° С. В обеих колоннах давление составляет 250 ат. Здесь концентрация дейтерия в аммиаке увеличивается еще в пять раз. Газовой циркулирующей средой является водород. Процесс изотопного обмена водород — аммиак протекает лишь в присутствии катализатора — амида калия, находящегося в жидком аммиаке в виде взвеси. Аммиак, обогащенный дейтерием примерно в 20—24 раза по сравнению с исходным, поступает на каскад ректификационных колонн. Отвал этого каскада — обедненный аммиак — вновь направляется на орошение первой колонны. Для увеличения экономичности процесса ректификации используется принцип теплового насоса выходящий с верха колонны аммиак сжимается компрессором и подается в змеевик куба колонны как греющая среда. [c.18]

Чтобы устранить необходимость в дорогостоящем химическом способе получения флегмы, ряд исследователей, в том числе Хартек и Зюсс [9], Спивак [32] предложили двухтемпературный процесс, в котором флегма создается с помощью второго обменного устройства, работающего, в отличие от первого, при другой температуре и с другим коэффициентом разделения. [c.458]

Обмен вода — Нг5. Реакция обмена между НгЗ и водой идет в жидкой фазе без катализатора. Поэтому концентрирование дейтерия двухтемпературным методом, основанным на этой реак- [c.463]

Обмен аммиак—водород. Манхэттенским округом [31] рассматривалась также двухтемпературная система с применением воды и циркуляцией аммиака и водорода, но отсутствие катализатора для обмена между аммиаком и водородом слишком усложняло процесс, чтобы он мог представлять какой-либо практический интерес. Впоследствии, однако, было найдено 16], что амид калия, растворенный в жидком аммиаке, катализирует эту реакцию. Таким образом, появилась возможность использовать двухтемпературный процесс аммиак—водород аммиак, обедненный в двухтемпературной установке, можно обогатить дейтерием путем обмена с водой в противоточной колонне, а затем возвратить обратно в двухтемпературный цикл. [c.467]

Первоначально применялись два метода ректификация и электролиз воды в сочетании с изотопным обменом между водородом и водой. Эти методы неэкономичны и малопроизводительны. Наиболее приемлемы ректификация жидкого водорода и двухтемпературный изотопный обмен. Другие способы выделения тяжелой воды применяются главным образом в лабораториях. [c.83]

Промышленное производство тяжелой воды в значительных количествах впервые было организовано в Норвегии на заводе электролиза воды фирмы Норск-Гидро (в Рьюкане) незадолго перед второй мировой войной. В связи с развитием работ по использованию атомной энергии производство тяжелой воды было организовано в ряде стран. На стадии начального концентрирования использовалась ректификация воды и сочетание электролиза с каталитическим и фазовым изотопным обменом на стадии конечного концентрирования применялся электролитический метод Затем в ряде стран были разработаны и внедрены другие более экономичные методы Однако, несмотря на применение таких методов производства тяжелой воды, как низкотемпературная ректификация водорода и двухтемпературный обмен между НгЗ и Н2О, электрохимические методы концентрирования сохраняют практическую целесообразность в тех случаях, когда, исходя из местных экономических условий, выгодно получение больших количеств водорода электролизом воды. При этом тяжелая вода может являться побочным продуктом [c.238]

Дейтерий. Для получения тяжелой воды можно применять электролиз, электролиз с изотопным обменом, двухтемпературный обмен, дистилляцию воды и водорода. Метод электролиза был предложен Уошбэрном и Юри [33] и применен Льюисом [22] для приготовления первых порций ОоО. В Норвегии для получения тяжелой воды был использован завод Норск-Гидро (рис. 9. 3) этот завод, работающий на дешево й гидроэлектроэнергии, производит электролитический водород для синтеза аммиака и в качестве побочного продукта — тяжелую воду. [c.368]

Двухтемпературный обмен с использованием водяного пара и водорода, предложенный немецкими учеными [6] и разрабатываемый в настоящеее время в Италии 15]. [c.371]

Рис. 11. 22. Диаграмма Тиле-Мак Кэба при двухтемпературном обмене вода —сероводород.

В 1975 г. производство тяжелой воды в капиталистических странах составляло примерно 8—9 тыс. т/год. Более 90% тяжелой воды вырабатывают методом двухтемпературного изотопного обмена между водой и сероводородом, 9%—электрохимическим методом, 2%—низкотемпературной ректификацией водорода, 1 % — за счет изотопного обмена между аммиаком и водородом и 0,3% — ректификацией воды [201]. Несмотря на разработку таких эффективных методов производства тяжелой воды, как двухтемпературный обмен между Нг5 и НгО [202], электрохимические методы концентрирования сохраняют свою практическую ценность там, где в силу местных экономических условий оказывается выгодным получение больших количеств водорода электролизом воды. При этом тяжелую воду получают в качестве побочного продукта с применением наиболее рацио нальной схемы производства [203]. [c.137]

Аналогично проводится дальнейшее обогащение воды в последующих ступенях каскада. Вода, обогащенная Д., выводится в конце каскада (В). В двухтемпературном обмене с водой вместо сероводорода могут быть использованы также и другие водородсодержащие вещества, для к-рых степень неравномерности расиределеппя дейтерия при обмене с водой достаточно сильно завш ит от темп-рт. , однако ио ряду причин (большая скорость обмена, легкость отделения от воды и т. д.) применение сероводорода является наиболее целесообразным. Метод двухтемпературного изотопного обмена является не менее выгодным, чем ректификация жидкого водо-рода, и не связан ресурсами исходного сырья. [c.527]

В случае разделения изотопов водорода процессы изотопного обмена с обращением потока не применяют, т. к. более экономичной оказывается двухтемпературная схема (рис. 3), в к-рой вместо перевода всей обогащенной смеси в др. фазу путем превращ. одного соед. в другое используют изотопный обмен между теми же соед. (напр., Н2О и НгЗ) при более высокой т-ре (меньшем а). В результате из покидающей холодную колонну фазы (Н2О) в поступающую фазу (НгЗ) переводится избыточное по сравнению с исходным кол-во накапливаемого изотопа. Обогащенная дейтерием вода выводится на границе холодной и горячей колонн. [c.200]

Наилучшим методом разделения легких элементов оказался химический обмен. Поэтому он был успешно применен для разделения изотопов водорода, бора, углерода, азота, кислорода и серы. Но для элементов с более высоким атомным весом коэффициенты разделения при химическом обмене слишком близки к единице, и разделения практически не происходит. Если обменные реакции, происходяидие в середине колонки, почти обратимы и на их протекание затрачивается очень мало энергии, то реакщш на обоих концах колонки необратимы и требуют очень большого расхода химических реагентов. В производстве тяжелой воды этих трудностей можно избежать, применив двухтемпературный процесс, при котором флегма получается в соседней колонке при температуре, отличной от температуры первой колонки. Но этот л етод требует установки вчетверо большего размера. Флегма оказывается особенно экономичной, если она создает продукты, имеющие сбыт, такие, как Н9504, получающаяся при обогащении обменом между N0 и НКЮз, или электролитические водород и кислород, образующиеся на заводе по производству тяжелой воды в Трейле, [c.363]

Обмен водяной пар — водород. Метод двухтемпературного обмена в системе водяной пар — водород, предложенный Хартеком и Зюссом [9], наиболее полно исследован Черраи и др. [4]. Константы равновесия приведены в табл. 11. 6. [c.459]

Химический обмен — метод И. р., основанный на неравномерном распределении изотопа в системе двух веществ при равновесии изотопного обмена. Коэфф. разделения определяется соответствующими константами равновесия. Так же, как ректификация, метод химич. обмена применим к легким изотопам, однако мол. вес соединений не имеет значения для величииы а. Процесс чаще всего проводят в колоннах. Поскольку обмен происходит между различными химич. соединениями, то прямой поток в колонне представлен одним веществом, а возвратный — другим поэтому на конце колонны необходим реактор для обращения потоков, т. е. для химич. превращения одного вещества в другое. В лабораторной практике метод широко применяется для разделения многих легких изотопов. Используется иногда каталитич, изотопный обмен и изотопный ионный обмен. В пром-сти химич. обмен применяется при концентрировании дейтерия ири этом для ликвидации дорогостоящей стадии обращения потоков использован т. н. двухтемпературный вариант изотопного обмена между водой и сероводородом, в к-ром стадия химич. превращения воды в сероводород заменена изотопным обменом между этими же веществами, но при более высокой темп-ре. В произ-ве тяжелой воды применяют также химич. обмен между водой и водородом в сочетании с электролизом, к-рый представляет собой в этом случае стадию обращения потоков (см. Дейтерий). [c.100]

Диссоциация в инертной среде (см. 4—6) и в двухтемпературной среде собственного газа (см. 11, 12) соответствует двум предельным случаям обмена колебательными квантами — бесконечно медленного и бесконечно быстрого. Второй предельный случай может быть экспериментально реализован лишь приближенно, так как характерное время обмена колебательными квантами при термической диссоциации в той области температур, где Т заметно отличается от Т, меньше времени колебательной релаксации во многих случаях всего лишь на 1 —1,5 порядка. Кроме того, характерное время обмена колебательными квантами может быть увеличено путем уменьшения относительной концентрации молекулярной компоненты газовой смеси. Поэтому представляет интерес исследовать константу скорости диссоциации при произвольной интенсивности обмена квантами. В частности, интересно выяснить, приводит ли обмен колебательными квантами при прочих равных условиях обязательно к увеличению константы скорости диссоциации Нетривиальность последнего вопроса связана с тем. [c.69]

Ограничение двухтемпературного описания молекулярных состояний областью энергий е е связано со следуюпщм. Механизмом, поддерживающим распределение Больцмана в каждой подгруппе, может быть резонансный или почти резонансный обмен колебательными квантами (FF) при столкновении молекул. Для этого необходимо, чтобы обмен колебательными квантами был достаточно быстрым по сравнению с процессами, ведущими к выравниванию температур. В многоатомном газе наряду с F2 -peлaк aциeй к таким процессам относится внутримолекулярный межмодовый обмен энергией. [c.146]

Описанные выше методы произ-ва Д. вытесняются диумя другими, более прогрессивными — ректификацией жидкого водорода и двухтемпературным изотопиым обменом между водой и сероводородом. [c.527]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология