СОДЕРЖАНИЕ
Стр
ВВЕДЕНИЕ
РАЗДЕЛ 1. НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБОГАЩЕ-НИЯ И ОЧИСТКИ ИНЕРТНЫХ И
ТЕХНИЧЕСКИХ ГАЗОВ
1.1.
Выбор метода исследования
1.1.1.
Проблемы экологии и энергосбережения в Украине
1.1.2.
Анализ жизненного цикла получения целевого продукта
1.2.
Общие признаки низкотемпературных технологических процессов
1.2.1.
Промышленная технология получения инертных газов из воздуха
1.2.2.
Извлечение концентратов редких газов из отдувочных потоков аммиачного
производства
1.2.3.
Очистка фреонов и других технических газов
1.3.
Классификация систем криогенного обеспечения, используемых в производстве и
очистке технических газов
1.4.
Постановка общей и частных задач исследований
РАЗДЕЛ 2. ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОЦЕССОВ СЖИЖЕНИЯ И
СЕПАРАЦИИ В ОБЛАСТИ ТЕМПЕРАТУР … К
2.1.
Снижение энергопотребления криогенных циклов за счет использования
водоиспарительного охлаждения
2.
Термодинамическая модель парокомпрессионной холодильной машины. Проблема выбора
озонобезопасного хладагента
2.3.
Рациональный подвод энергии для очистки целевых продуктов. Схемные решения
2.3.1.
Обеспечение холодом процессов ректификации
2.3.2.
Комбинированные схемы включения ПХМ в адсорбционную систему очистки
2.3.
Поиск рабочего тела для системы теплохладоснабжения установки очистки RC
2.4.
Термодинамический анализ встроенных холодильных циклов
2.4.1.
Расчет термодинамической эффективности встроенного холодильного цикла в
установке очистки SF
2.4.2.
Термостатирование адсорбера в установке очистки фреона-
2.5.
Экспериментальные исследования процессов ректификации смесей, содержащих Kr и
Xe
2.5.1.
Анализ свойств
разделяемых смесей. Расчет параметров фазового равновесия смесей
на базе уравнения Редлиха-Квонга
2.5.2.
Моделирование ректификационной колонны. Конструкционный расчет
2.5.3.
Разработка системы теплохладоснабжения установки
2.5.4.
Особенности конструкции экспериментальной колонны
2.5.5.
Экспериментальное исследование работы термосифона
2.6.
Выводы к
разделу
РАЗДЕЛ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ процессов очистки РЕДКИХ ГАЗОВ ПРИ Т = … К
3.1.
Анализ энергопотребления в процессе обогащения неоно-гелиевой смеси в
дефлегматорах при Т < К
3.2.
Исследование разомкнутых контуров охлаждения с использованием азота, кипящего
под вакуумом
3.2.1.
Влияние конструкции вакуумной системы на качество неоно-гелиевого концентрата
3.2.2.
Криогенное обеспечение процессов получения чистого гелия на температурном
уровне … К
3.3.
Циклы одноступенчатых газовых криогенных машин в технологиях получения неона и
гелия
3.3.
Оценка потребляемой энергии для дополнительного охлаждения смеси Ne-He-N после
дефлегматора
3.3.2.
Расчет эффективности цикла КГМ для предваритель-ного охлаждения в дроссельных
неоновых ожижителях
3.4.
Применение безмашинных охладителей для повышения эффективности дефлегматоров
3.4.1.
Включение безмашинных охадителей в системы обогащения и очистки Ne-He
концентрата
3.4.2.
Способы оценки энергетической эффективности вихревых и волновых
криогенераторов. Результаты экспериментального исследования
3.5.
Выводы к
разделу
РАЗДЕЛ АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КРИОГЕННЫХ СИСТЕМ В ОБЛАСТИ Т =
… К
4.1.
Технико-экономический анализ циклов ожижения неона
4.1.1.
Дроссельные циклы высокого давления
4.1.2.
Цикл двух давлений
4.1.3.
Дроссельно-детандерные циклы
4.1.4.
Дроссельные циклы на базе мембранных компрессоров
4.2.
Термодинамический анализ получения жидкого неона с использованием внешних
циклов
4.2.1.
Ожижители неона на базе КГУ
4.2.2.
Циклы двухступенчатых газовых криогенных машин в ожижителях среднего давления
4.3.
Моделирование и анализ эффективности процессов сепарации при Т < K
4.3.1.
Процесс извлечения гелия из Ne-He смеси адсорбционным и
конденсационно-адсорбционным методами
4.3.2.
Извлечение концентрата гелия из продувочных газов производства аммиака
4.3.3.
Получение гелия высокой чистоты методом вымораживания и фильтрации твердых
примесей
4.3.4.
Сопоставление энергетических затрат на получение гелия методами вымораживания и
сорбции
4.5.
Выводы к
разделу
ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ
TEWI –
Полный эквивалент глобального потепления, кг СО
T –
Абсолютная температура, К
t –
Температура, ?С
P –
Давление, МПа
V –
Объем, м
v –
Мольный объем, м/кг
с –
Плотность, кг/м
R –
Универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль К)
Q –
Полная холодопроизводительность, кВт
q –
Удельная холодопроизводительность, кДж/кг
qk –
Тепловая нагрузка, кДж/кг
q –
Удельный теплоприток, кДж/кг
Е –
Удельное энергопотребление, кДж/кг
W –
Объемное энергопотребление, кДж/м
l –
Удельная работа, кДж/кг
i, h–
Удельная энтальпия, кДж/кг
ДiT –
Дроссель-эффект, кДж/кг
р –
Степень сжатия
a –
Поглощающая способность единицы массы сорбента, дм/кг
е –
Холодильный коэффициент
зЕ –
Эксергетический КПД
зК –
КПД компрессора
зАД, зs–
Адиабатический КПД
з –
Динамическая вязкость, Па?с
y –
Массовое содержание, %
z –
Мольная доля компонентов, %
f –
Летучесть
M –
Число опытных точек
D, d –
Диаметр, м
r –
Теплота парообразования, кДж/кг
w –
Скорость, м/с
ф –
Время, с
m –
Масса, кг
x –
Коэффициент ожижения
k –
Показатель адиабаты
Cv –
Изохорная теплоемкость, кДж/(кг К)
Cp –
Изобарная теплоемкость, кДж/(кг К)
N –
Мощность, кВт
G, g, L –
Массовый расход, кг/с
ВВЕДЕНИЕ
Прогресс науки и техники, в XX веке переросший в научно-техническую революцию,
неразрывно связан с получением кислорода, азота, метана, аргона, водорода,
гелия, неона, криптона, ксенона и многих других технических газов [–]. В
промышленных технологиях используются особенности их химических и физических
свойств: в качестве рабочих тел технические газы используют для нагрева и
охлаждения, с их помощью интенсифицируют желательные и останавливают
нежелательные химические реакции, придают особый вкус напиткам, тушат пожары и
лечат болезни. Общемировое производство промышленно важных газов неуклонно
увеличивается. По объему потребления жидкого кислорода определяется динамика
развития химических, металлургических, машиностроительных отраслей. С конца
семидесятых годов прошлого столетия объем потребления жидкого азота становится
основным показателем уровня внедрения криогенных технологий в научные и
производственные сферы. Например, за последние лет потребление жидкого азота
в развитых странах возросло в несколько десятков раз и превысило уровень
млн. тонн в год.
С расширением сферы применения технических газов растет спрос на продукты
высокой чистоты. Предприятия-производители не могут гарантировать получение
сверхчистых продуктов из-за ряда технологических ограничений. Возникает
потребность в создании установок, ориентированных на получение газов чистотой
,…,%. Большинство из них базируется на физических методах
разделения
– фазовой сепарации и адсорбции. Различие в свойствах веществ, представленных
на современном рынке технических газов (от гелия [,] до RC) предопределило
многообразие приемов и средств криогенного обеспечения, используемых в
технологиях очистки. В свою очередь, широкий спектр температур криостатирования
диктует потребность в новых рабочих веществах повышенной чистоты.
Появление в лабораториях первых образцов инертных газов, освоение их
производства неразрывно связано с эволюцией техники низких температур. Резкий
рост потребления продуктов на основе инертных газов диктует необходимость
поиска новых источников сырья и создания высокопродуктивных и экономичных
производств по его переработке.
Актуальность
- Київ+380960830922