ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Комбинированные схемы концентрирования дейтерия из "Производство водорода кислорода хлора и щелочей" Процесс изотопного обмена между парами воды и водородом проводят в присутствии катализаторов. Широко применяются скелетные никелевые катализаторы и катализаторы, в которых слой никеля нанесен на основу из оксидов алюминия или хрома. [c.142] При изотопном обмене дейтерий концентрируется в парах воды. Извлечение дейтерия из водорода в молекулы воды зависит от условий проведения процесса изотопного обмена. [c.142] Извлечение дейтерия из водорода на каждой ступени КИО в значительной степени зависит от величины Я — соотношения потоков водорода и пара. С увеличением содержания водяного пара в смеси, т. е. при снижении к, возрастает расход пара, но одновременно повышается степень извлечения дейтерия из водорода, т. е. растет производительность всей схемы в целом. В конкретных условиях производства для каждой ступени КИО необходимо рассчитать оптималь- ный режим работы по технико-экономическим показателям. [c.143] В процессе парофазного изотопного обмена между парами воды и водородом можно осуществить противоточный каскад ступеней, как это показано на рис. [c.143] Концентрирование дейтерия до высокой конечной концентрации в одном каскаде нецелесообразно из-за огромного содержания дейтерия в жидкости, заполняющей аппаратуру схемы, и очень большого расхода пара. Поэтому применяют схему из нескольких последовательно включенных каскадов — ступеней изотопного обмена с уменьшающимися потоками по ходу жидкости, как видно из рис. 2-56. Использование схемы концентрирования с каскадами ступеней изотопного обмена связано с высоким расходом пара, особенно на начальных ступенях, где концентрированию подвергаются большие жидкостные потоки. На последних стадиях концентрирования, где потоки невелики, применение каскадных схем со ступенями изотопного обмена очень удобно. Расход пара в этом случае невелик. [c.143] Для снижения расхода пара в каскаде ступеней КИО вместо конденсации пара из парогазовой смеси, выходящей из каждой ступени, и последующего испарения полученного конденсата применяют процесс фазового изотопного обмена (ФИО) между водой и ее парами, содержащимися в парогазовой смеси. При контакте парогазовой смеси, выходящей из ступени изотопного обмена, с водой, в которой содержание дейтерия ниже, чем в парах воды, происходит обмен дейтерия между жидкой водой и ее парами. При достаточном времени контакта распределение дейтерия приближается к равновесному в процессе испарения. Если осуществить процесс фазового обмена между водой и ее паром, каскад ступеней изотопного обмена, изображенный на рис. 2-55, может быть заменен каскадом ступеней фазового и каталитического изотопного обмена (ФКИО), показанным на рис. 2-57. При этом пар расходуется только на однократное испарение жидкостного потока и на подогрев газопарового потока между ступенями фазового и каталитического изотопного обмена. [c.144] ФКИО по 13 ступеней каталитического обмена в каскаде была использована на начальной стадии концентрирования тяжелой воды в США на заводе в Трайле [190—200]. [c.145] Электролитическое производство водорода может быть использовано для получения дейтерия или тяжелой воды в сочетании с низкотемпературной ректификацией жидкого водорода. При этом в процессе электролиза воды получают чистый водород с природным или повышенным по сравнению с природным содержанием дейтерия. Такой водород значительно легче очищать от загрязняющих его примесей перед подачей на низкотемпературную ректификацию, чем водород, полученный химическим способом. [c.145] На рис. 2-58 приведен один из вариантов комбинированной схемы из двух ступеней электролиза и установки низкотемпературной ректификации водорода. [c.145] Вернуться к основной статье