Вдосконалення технологічних процесів в установках отримання криптоноксенонового концентрату
Вантажиться...
Файли
Дата
2014
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
ОНАХТ
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.14 - Холодильна, вакуумна та компресорна техніка, системи кондиціонування.
Проведено дослідження технологій отримання важких інертних газів (криптону і ксенону) з повітря. Аналіз відомих технологій збагачення криптоноксенонової суміші показав, що цей етап є найбільш енерговитратним.
Вивчені системи теплохолодопостачання установок сепарації і окремих апаратів, витих U-подібних кожухотрубних теплообмінників-рекуператорів; конструкцій прямотрубних конденсаторів-випарників.
Створена експериментальна установка для дослідження безмашинного пристрою збільшення потенційної енергії потоку на основі парліфту з напірною ділянкою труби довжиною 6 м і внутрішнім діаметром 8-16 мм на модельній речовині (рідкому азоті). Визначені витратні Gp-Q-hcc-d і Gp-x-d- характеристики парліфтного нагнітача на температурному рівні 77,4...80 К. Отримана аналітична залежність теплового навантаження, необхідного для забезпечення заданих напору і витрати рідини при заданих геометричних параметрах напірної труби.
Розраховані складові собівартості криптоноксенонової суміші, що отримується у ПРУ. Проведено аналіз витрат на виробництво криптоноксенонового концентрату в установці типу «Хром-3» та ефективності використання безмашинного пристрою на основі парліфту.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.14 - Холодильная, вакуумная и компрессорная техника, системы кондиционирования. Проведено исследование технологий получения тяжелых инертных газов (криптона и ксенона) из воздуха. Особое внимание было уделено этапу обогащения криптоноксеноновой смеси. Анализ известных технологий показал, что этот этап является наиболее энергозатратным. Изучены витые и прямотрубные U-подобные кожухотрубные теплообменники, применяемые в установках обогащения Кг-Хе-смеси нового поколения для охлаждения прямого потока. В результате сравнительных исследований поверхности теплообмена, потерь давления в межтрубном пространстве и удельной металлоемкости доказано, что более эффективным типом из исследованных аппаратов являются U-подобные теплообменники с оребренными проволокой трубками Исследование конструктивных параметров прямотрубных конденсаторов- испарителей показало, что наиболее эффективным является шахматное расположение кольцевых каналов. Применение кольцевого канала в 1,2...1,5 раза (в зависимости от диаметра внутренней трубки) увеличивает удельную поверхность теплообмена. Исследовано безмашинное устройство увеличения потенциальной энергии потока на основе парлифта. Создана экспериментальная установка для исследования нагнетателя с напорным участком трубы длиной 6 м и внутренним диаметром 8-16 мм в области низких температур. Получены его расходные Gж-Q-hcc-d и Gж-x-d - характеристики на модельном веществе (жидком азоте) на температурном уровне 77,4...80 К. Обработка данных экспериментов позволила получить аналитическую зависимость тепловой нагрузки, необходимой для обеспечения заданных напора и расхода жидкости при известных геометрических параметрах напорной трубы. Произведена оценка себестоимости криптоноксеноновой смеси, извлекаемой в качестве побочного продукта разделения воздуха. Расчеты показали, что основной вклад в себестоимость криптоноксеноновой смеси вносят энергетические затраты (70...80 % общих затрат). Общепроизводственные затраты и расходы на содержание и эксплуатацию оборудования - 20...30%. Вклад фонда оплаты труда в себестоимость Кг-Хе-смеси составляет от 2 до 5 % в зависимости от уровня зарплат, принятого в металлургической отрасли. При обогащении первичной криптоноксеноновой смеси в установке типа «Хром-3» определяющими являются затраты энергии (60 %). Из них 7 % расходуется на сжатие продукционного криптоноксенонового концентрата. Оплата труда составляет около 17 % суммарных затрат. Доля исходной Кг-Хе-смеси в себестоимости 1 м^3 концентрата - около 9 % от общей суммы затрат на его получение. Оценка эффективности использования безмашинного нагнетателя в установках обогащения криптоноксеноновой смеси, показала, что общий экономический эффект от внедрения безмашинного устройства повышения давления на основе парлифта складывается из экономии энергии на сжатие в компрессоре (меньше, чем для УСК-0,45 в 1,6 раза) и экономии средств на оплату персонала (в 1,5 раза меньше).
Dissertation for the degree of the candidate of engineering sciences in the Specialty 05.05.14 - Refrigerating, vacuum and compressor technique, air conditioning systems. They are studied of technologies for production of heavy rare gases (krypton and xenon) from the air. Analysis of the known enrichment technologies of Kr and Xe mixture is showed that this phase is the most energy-consuming. They are investigated the systems of heat and cooling supply separation installations and separate devices. The optimization twisted and U-shaped shell and tube heat exchangers; design of straight-tube condensers-evaporators. Experimental installation for research of non-machine device to increase the potential energy of the flow on the basis of vapor-lift with pressure portion of the pipe length of 6 m and an inner diameter of 8-16 mm in a model substance (liquid nitrogen). Defined consumables G-Q-h-d and G-x-d- characteristics vapor-lift supercharger at a temperature level 77.4...80 K. The analytical dependence of the heat load required to ensure the specified pressure and flow rate at the given geometrical parameters of the standpipe. The components of Kr-Xe mixture cost produced in the ASU are calculated. It is analyzed the cost of production of Kr-Xe concentrate in the installation type "Chromium-3" and effective of use the machineless device on the basis of vapor-lift.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.14 - Холодильная, вакуумная и компрессорная техника, системы кондиционирования. Проведено исследование технологий получения тяжелых инертных газов (криптона и ксенона) из воздуха. Особое внимание было уделено этапу обогащения криптоноксеноновой смеси. Анализ известных технологий показал, что этот этап является наиболее энергозатратным. Изучены витые и прямотрубные U-подобные кожухотрубные теплообменники, применяемые в установках обогащения Кг-Хе-смеси нового поколения для охлаждения прямого потока. В результате сравнительных исследований поверхности теплообмена, потерь давления в межтрубном пространстве и удельной металлоемкости доказано, что более эффективным типом из исследованных аппаратов являются U-подобные теплообменники с оребренными проволокой трубками Исследование конструктивных параметров прямотрубных конденсаторов- испарителей показало, что наиболее эффективным является шахматное расположение кольцевых каналов. Применение кольцевого канала в 1,2...1,5 раза (в зависимости от диаметра внутренней трубки) увеличивает удельную поверхность теплообмена. Исследовано безмашинное устройство увеличения потенциальной энергии потока на основе парлифта. Создана экспериментальная установка для исследования нагнетателя с напорным участком трубы длиной 6 м и внутренним диаметром 8-16 мм в области низких температур. Получены его расходные Gж-Q-hcc-d и Gж-x-d - характеристики на модельном веществе (жидком азоте) на температурном уровне 77,4...80 К. Обработка данных экспериментов позволила получить аналитическую зависимость тепловой нагрузки, необходимой для обеспечения заданных напора и расхода жидкости при известных геометрических параметрах напорной трубы. Произведена оценка себестоимости криптоноксеноновой смеси, извлекаемой в качестве побочного продукта разделения воздуха. Расчеты показали, что основной вклад в себестоимость криптоноксеноновой смеси вносят энергетические затраты (70...80 % общих затрат). Общепроизводственные затраты и расходы на содержание и эксплуатацию оборудования - 20...30%. Вклад фонда оплаты труда в себестоимость Кг-Хе-смеси составляет от 2 до 5 % в зависимости от уровня зарплат, принятого в металлургической отрасли. При обогащении первичной криптоноксеноновой смеси в установке типа «Хром-3» определяющими являются затраты энергии (60 %). Из них 7 % расходуется на сжатие продукционного криптоноксенонового концентрата. Оплата труда составляет около 17 % суммарных затрат. Доля исходной Кг-Хе-смеси в себестоимости 1 м^3 концентрата - около 9 % от общей суммы затрат на его получение. Оценка эффективности использования безмашинного нагнетателя в установках обогащения криптоноксеноновой смеси, показала, что общий экономический эффект от внедрения безмашинного устройства повышения давления на основе парлифта складывается из экономии энергии на сжатие в компрессоре (меньше, чем для УСК-0,45 в 1,6 раза) и экономии средств на оплату персонала (в 1,5 раза меньше).
Dissertation for the degree of the candidate of engineering sciences in the Specialty 05.05.14 - Refrigerating, vacuum and compressor technique, air conditioning systems. They are studied of technologies for production of heavy rare gases (krypton and xenon) from the air. Analysis of the known enrichment technologies of Kr and Xe mixture is showed that this phase is the most energy-consuming. They are investigated the systems of heat and cooling supply separation installations and separate devices. The optimization twisted and U-shaped shell and tube heat exchangers; design of straight-tube condensers-evaporators. Experimental installation for research of non-machine device to increase the potential energy of the flow on the basis of vapor-lift with pressure portion of the pipe length of 6 m and an inner diameter of 8-16 mm in a model substance (liquid nitrogen). Defined consumables G-Q-h-d and G-x-d- characteristics vapor-lift supercharger at a temperature level 77.4...80 K. The analytical dependence of the heat load required to ensure the specified pressure and flow rate at the given geometrical parameters of the standpipe. The components of Kr-Xe mixture cost produced in the ASU are calculated. It is analyzed the cost of production of Kr-Xe concentrate in the installation type "Chromium-3" and effective of use the machineless device on the basis of vapor-lift.
Опис
Корж, Є. Г. Вдосконалення технологічних процесів в установках отримання криптоноксенонового концентрату [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук : спец. 05.05.14 "Холодильна, вакуумна та компресорна техніка, системи кондиціонування" / Корж Єлизавета Григорівна ; наук. кер. В. Л. Бондаренко ; Одес. нац. акад. харчових технологій. – Одеса : ОНАХТ, 2014. – 20 с.
Ключові слова
криптон, ксенон, збагачення, сепарація, ректифікація, питоме енергоспоживання, собівартість продуктів розділення повітря, обогащение, сепарация, ректификация, удельное энергопотребление, себестоимость продуктов разделения воздуха, krypton, xenon, enrichment, separation, rectification, specific energy consumption, the cost of air separation products