Підвищення ефективності технології очищення неоногелієвої суміші на основі газодинамічних кріогенераторів
Вантажиться...
Дата
2011
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Одес. держ. акад. холоду
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.14 - Холодильна, вакуумна та компресорна техніка, системи кондиціонування.
Дисертаційна робота присвячена аналітичному та експериментальному дослідженню газодинамічних кріогенераторів в технології очищення неоногелієвої суміші. Проведення дослідження обумовлено зростанням попиту на неон та гелій в сучасній промисловості. Вдосконалення систем очищення неоногелієвої суміші вирішують важливу народну господарчу задачу підвищення ефективності кріогенного устаткування.
Розглянуто сучасний стан технології очищення неоногелієвої суміші від азоту. Виділено основні напрямки розвитку цієї технології, а також виявлено основні проблеми та недоліки існуючих схемних рішень.
Розроблено схемне рішення, яке дозволяє використовувати апарати додаткового охолодження в технології очищення суміші. З метою зниження концентрації домішок (переважно N2) нижче 5% запропонований і випробуваний додатковий конденсатор для очищення суміші, перед адсорбером. У якості "джерела холоду" у цьому випадку запропоновано використовувати немашинні апарати на базі труби Гартмана-Шпренгера. Результати досліджень показали, що для середніх значень ηs=8% додатковий конденсатор дозволяє вдвічі знизити вміст азоту перед адсорбером (з 5 до 2,5%).
Приведений спосіб підвищення ефективності технології очищення дозволяє виконати модернізацію існуючих систем прямо на виробництві та не потребує значних капітальних затрат.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.14 - Холодильная, вакуумная и компрессорная техника, системы кондиционирования. Диссертационная работа посвящена аналитическому и экспериментальному исследованию применения газодинамических криогенераторов в технологии предварительной очистки неоногелиевой смеси. Проведение исследования обусловлено возрастанием спроса на неон и гелий в современной промышленности. Усовершенствование систем предварительной очистки неоногелиевой смеси решает важную народнохозяйственную задачу повышения эффективности криогенного оборудования. Рассмотрено современное состояние технологии очистки неоногелиевой смеси от азота. Выявлены основные тенденции развития этой технологии, а также определены основные проблемы и недостатки существующих схемных решений. Разработано схемное решение, которое позволяет применять аппараты дополнительного охлаждения (волновые криогенераторы) в системах обогащения и очистки смеси Ne-He от азота. С целью снижения концентрации примесей (преимущественно N2) ниже 5% предложен и испытан дополнительный конденсатор для очистки смеси перед адсорбером. В качестве «источника холода» в этом случае предложено использовать немашинные аппараты на базе трубы Гартмана- Шпренгера. Результаты исследований показали, что для средних значений ηs=8% и приемлемой величины недорекуперации ΔТн=Т9-ТЛЗЖ=2К дополнительный конденсатор позволяет вдвое снизить содержание азота перед адсорбером для очистки смеси перед адсорбером. Разработан и создан экспериментальный образец криогенного охладителя. Проведенные испытания криогенератора позволили обнаружить оптимальную конструкцию резонансной трубки. Доказана возможность использования криогенераторов на температурных уровнях 78...300К. Получены экспериментальные данные по исследованию волновых криогенераторов в различном конструктивном исполнении на чистых газах (азот, гелий) и смесях (20%Ne+80%Не, 80%Не+20%Ne, 76%Не+19%Ne+5%N2). Сформированы требования к конструкции ВКГ для использования в технологии очистки неоногелиевой смеси. Результаты работы представляют практический интерес для производителей технических и инертных газов при проектировании и создании новых установок обогащения и очистки неоногелиевой смеси. Применение криогенераторов различных конструкций в качестве немашинных элементов позволяет задействовать перепад давления, который ранее не использовался. Указанный способ повышения эффективности систем предварительной очистки неоногелиевой смеси позволяет произвести модернизацию существующих систем прямо на производстве и не требует значительных капитальных затрат.
Thesis for the scientific degree of Candidate sciences (engineering) on the speciality 05.05.14 - Refrigerating, vacuum and compressor techniques, conditioning systems. The thesis is dedicated to analytic and experimental research for usage gas dynamic cryogenerators in preliminarily enrichment neon-helium systems. Researches are caused neon and helium increasing demand in modem industry. Neon-helium preliminarily enrichment systems improvement solves important economic problem of cryogenic equipment efficiency increasing. It is discussed modem technology condition of neon- helium mixture purifying from nitrogen. New tendencies of this technology development are revealed, main problems and disadvantages existing scheme decision are defined. Scheme decision allows to use additional cooling apparatus (gas dynamic cryogenerators) in Ne-He enrichment ant purifying systems from nitrogen is developed. On purpose admixtures concentration decreasing (mainly N2) below 5% additional condenser for addition N2 condensation in purifying mixture before the absorber is offered and tested. In this case as the “cooling source” is proposed to use non-machine apparatus on the Hartman-Sprenger tube base. Research results show that for the medium value ηs=8% and comprehensible value non-recuperate ΔТн = Т9 - TN2 =2 К additional condenser allows to reduce twice nitrogen concentration before the adsorber (from 5 to 2.5%). For acknowledgement reducing productivity industrial reflux condensers possibility with the help of additional condenser it is created pilot unit for cryogenic cooler on the Hartman-Sprenger tube base. It is designed and created the experimental sample of cryogenic cooler. The cryogenerator conducted tests allowed to discover resonant tube optimal construction. It is proved cryogenerators usage ability at the level of temperatures 78...300 K. Experimental dates of wave cryogenerators research in different construction design on the pure gases (nitrogen, helium) and mixtures (20% Ne+80% He, 80%He+20%Ne, 76% He+19% Ne+5% N2) were received. The demand to the WCG construction for technological purifying neon-helium mixture usage were formulated. The results introduce practical interest for technical and inert gaseous producer in new installation for neon-helium mixture enrichment and purifying design and creation. Cryogenerators different types usage as a non-machine element allows to use pressure difference in a systems that earlier didn’t use. The specified way preliminary neon-helium mixture purifying system efficiency reducing allows to modem existing systems directly on manufacture and don’t demand considerable capital expenses.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.14 - Холодильная, вакуумная и компрессорная техника, системы кондиционирования. Диссертационная работа посвящена аналитическому и экспериментальному исследованию применения газодинамических криогенераторов в технологии предварительной очистки неоногелиевой смеси. Проведение исследования обусловлено возрастанием спроса на неон и гелий в современной промышленности. Усовершенствование систем предварительной очистки неоногелиевой смеси решает важную народнохозяйственную задачу повышения эффективности криогенного оборудования. Рассмотрено современное состояние технологии очистки неоногелиевой смеси от азота. Выявлены основные тенденции развития этой технологии, а также определены основные проблемы и недостатки существующих схемных решений. Разработано схемное решение, которое позволяет применять аппараты дополнительного охлаждения (волновые криогенераторы) в системах обогащения и очистки смеси Ne-He от азота. С целью снижения концентрации примесей (преимущественно N2) ниже 5% предложен и испытан дополнительный конденсатор для очистки смеси перед адсорбером. В качестве «источника холода» в этом случае предложено использовать немашинные аппараты на базе трубы Гартмана- Шпренгера. Результаты исследований показали, что для средних значений ηs=8% и приемлемой величины недорекуперации ΔТн=Т9-ТЛЗЖ=2К дополнительный конденсатор позволяет вдвое снизить содержание азота перед адсорбером для очистки смеси перед адсорбером. Разработан и создан экспериментальный образец криогенного охладителя. Проведенные испытания криогенератора позволили обнаружить оптимальную конструкцию резонансной трубки. Доказана возможность использования криогенераторов на температурных уровнях 78...300К. Получены экспериментальные данные по исследованию волновых криогенераторов в различном конструктивном исполнении на чистых газах (азот, гелий) и смесях (20%Ne+80%Не, 80%Не+20%Ne, 76%Не+19%Ne+5%N2). Сформированы требования к конструкции ВКГ для использования в технологии очистки неоногелиевой смеси. Результаты работы представляют практический интерес для производителей технических и инертных газов при проектировании и создании новых установок обогащения и очистки неоногелиевой смеси. Применение криогенераторов различных конструкций в качестве немашинных элементов позволяет задействовать перепад давления, который ранее не использовался. Указанный способ повышения эффективности систем предварительной очистки неоногелиевой смеси позволяет произвести модернизацию существующих систем прямо на производстве и не требует значительных капитальных затрат.
Thesis for the scientific degree of Candidate sciences (engineering) on the speciality 05.05.14 - Refrigerating, vacuum and compressor techniques, conditioning systems. The thesis is dedicated to analytic and experimental research for usage gas dynamic cryogenerators in preliminarily enrichment neon-helium systems. Researches are caused neon and helium increasing demand in modem industry. Neon-helium preliminarily enrichment systems improvement solves important economic problem of cryogenic equipment efficiency increasing. It is discussed modem technology condition of neon- helium mixture purifying from nitrogen. New tendencies of this technology development are revealed, main problems and disadvantages existing scheme decision are defined. Scheme decision allows to use additional cooling apparatus (gas dynamic cryogenerators) in Ne-He enrichment ant purifying systems from nitrogen is developed. On purpose admixtures concentration decreasing (mainly N2) below 5% additional condenser for addition N2 condensation in purifying mixture before the absorber is offered and tested. In this case as the “cooling source” is proposed to use non-machine apparatus on the Hartman-Sprenger tube base. Research results show that for the medium value ηs=8% and comprehensible value non-recuperate ΔТн = Т9 - TN2 =2 К additional condenser allows to reduce twice nitrogen concentration before the adsorber (from 5 to 2.5%). For acknowledgement reducing productivity industrial reflux condensers possibility with the help of additional condenser it is created pilot unit for cryogenic cooler on the Hartman-Sprenger tube base. It is designed and created the experimental sample of cryogenic cooler. The cryogenerator conducted tests allowed to discover resonant tube optimal construction. It is proved cryogenerators usage ability at the level of temperatures 78...300 K. Experimental dates of wave cryogenerators research in different construction design on the pure gases (nitrogen, helium) and mixtures (20% Ne+80% He, 80%He+20%Ne, 76% He+19% Ne+5% N2) were received. The demand to the WCG construction for technological purifying neon-helium mixture usage were formulated. The results introduce practical interest for technical and inert gaseous producer in new installation for neon-helium mixture enrichment and purifying design and creation. Cryogenerators different types usage as a non-machine element allows to use pressure difference in a systems that earlier didn’t use. The specified way preliminary neon-helium mixture purifying system efficiency reducing allows to modem existing systems directly on manufacture and don’t demand considerable capital expenses.
Опис
Кошовий, С. О.
Підвищення ефективності технології очищення неоногелієвої суміші на основі газодинамічних кріогенераторів [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук : спец. 05.05.14 "Холодильна, вакуумна та компресорна техніка, системи кондиціонування" / Кошовий Сергій Олексійович ; наук. кер. В. Л. Бондаренко ; Одес. держ. акад. холоду. – Одеса : ОДАХ, 2011. – 17 с.
Ключові слова
дефлегматор, суміш, насос, стенд, очищення, смесь, очистка, reflux condenser, mixture, pump, stand, clearing