Оптимальные условия концентрирования 15N азотнокислотным способом разделения изотопов азота при химическом равновесии фаз

Оптимальные условия концентрирования 15N азотнокислотным способом разделения изотопов азота при химическом равновесии фаз

Автор: Хорошилов, Алексей Владимирович

Год защиты: 2007

Место защиты: Москва

Количество страниц: 240 с.

Артикул: 4023574

Автор: Хорошилов, Алексей Владимирович

Шифр специальности: 05.17.01

Научная степень: Кандидатская

Стоимость: 250 руб.

Оптимальные условия концентрирования 15N азотнокислотным способом разделения изотопов азота при химическом равновесии фаз  Оптимальные условия концентрирования 15N азотнокислотным способом разделения изотопов азота при химическом равновесии фаз 

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.
1.1 Азот в природе и его изотопный состав
1.2 Основные области применения изотопов азота
1.2.1 Общие положения.
1.2.2 Применение в агро и биомедицинских исследованиях.
1.2.3 Использование И в технике и ядерной энергетике
1.3 Затраты на концентрирование 1М, объем производства и номенклатура
1.3.1 Существующая ситуация.
1.3.2 Возможные изменения.
1.4 Развитие способов разделения изотопов азота и их показатели.
1.4.1 Общая характеристика
1.4.2 Анализ способов разделения
1.4.2.1 Лазерный метод разделения изотопов
1.4.2.2 Газоцентробежный метод разделения изотопов
1.4.3 Физикохимические методы
1.4.3.1 Общие сведения
1.4.3.2 Краткая история.
1.5 Химобменная ректификация 0.
1.5.1 Свойства изотопных разновидностей 0 и изотопный эффект
1.5.2 Особенности низкотемпературной ректификации
1.5.3 Недостатки процесса и основные направления развития.
1.6 Азотнокислотный способ разделения изотопов азота
1.6.1 Эффективный коэффициент разделения
1.6.2 Кинетика изотопного обмена
1.6.3 Процессы обращения потоков и расход диоксида серы.
1.6.4 Принципиальные схемы процесса и условия концентрирования И
1.6.5 Разделение изотопов азота в колоннах гидродинамика и массообмен
1.6.5.1 Гидродинамика.
1.6.5.2 Степень разделения и массообменные характеристики.
1.6.5.2.1 Влияние концентрации азотной кислоты и плотности орошения
1.6.5.2.2 Влияние температуры.
1.6.6 Контроль равновесности состава фаз
1.6.7 Направления развития способа
1.6.7.1 Две группы предложений
1.6.7.2 Процесс разделения.
1.6.7.3 Обращение потоков
1.7 Выводы из литературного обзора.
ГЛАВА 2. ФАЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ В СИСТЕМЕ ОКСИДЫ АЗОТА АЗОТНАЯ КИСЛОТА И МЕТОД КОНТРОЛЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ГАЗОВОЙ И ЖИДКОЙ ФАЗ.
2.1 Равновесие между оксидами азота и растворами азотной кислоты
2.1.1 Расчет равновесного состава оксидов азота над растворами азотной кислоты при различной температуре
2.1.1.1 Общие положения
2.1.1.2 Уравнение равновесия
2.1.1.3 Выбор констант и решение уравнения равновесия
2.1.2 Равновесный состав жидкой фазы.
2.1.2.1 Экспериментальное определение концентрации оксидов азота в водных растворах азотной кислоты.
2.1.2.2 Обработка и обсуждение результатов измерений зависимость содержания оксидов азота от температуры и концентрации НЖЬ.
2.3 Разработка метода контроля состава газовой и жидкой фаз в процессе разделения изотопов азота
2.3.1 Спектры поглощения оксидов азота
2.3.2 Фотоэлектроколориметрический анализ и его точность
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И
КОНЦЕНТРАЦИИ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ НА РАСХОД ДИОКСИДА СЕРЫ ПРИ ОБРАЩЕНИИ ПОТОКОВ.
3.1 Разработка методики экспериментального определения мольного отношения.
3.1.1 Особенности лабораторной установки
3.1.2 Методика экспериментального определения мольного отношения
3.2 Экспериментальные данные по определению мольного отношения
3.2.1 Влияние потока азотной кислоты
3.2.2 Влияние концентрации азотной кислоты
3.2.3 Влияние температуры на величину мольного отношения
3.2.4 Обобщенный анализ экспериментальных данных
3.3 Равновесная модель восстановления азотной кислоты диоксидом серы
3.3.1 Двухкомпонентная модель.
3.3.2 Модель на основе литературных данных
3.3.3 Полная модель восстановления азотной кислоты
3.4 Экспериментальная проверка адекватности модели
ГЛАВА 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АЗОТНОКИСЛОТНОЙ СИСТЕМЫ В УСЛОВИЯХ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ
4.1 Постановка задачи исследования
4.2 Методика экспериментальных исследований.
4.2.1 Описание лабораторной установки и особенности измерений
4.3 Полная удерживающая способность насадки зависимость от температуры, относительной нагрузки и концентрации азотной кислоты
4.3.1 Условия определения удерживающей способности и основные экспериментальные данные
4.3.2 Надежность экспериментальных данных.
4.3.3 Статистическая обработка данных корреляционный и регрессионный анализ
4.3.4 Учет свойств рабочей системы и характеристик насадки
4.4 Гидравлическое сопротивление насадки
4.4.1 Условия измерения и основные экспериментальные данные.
4.4.2 Аппроксимация экспериментальных данных
4.5 Пропускная способность насадки и скорость газа в точке инверсии
4.5.1 Анализ экспериментальных данных по пропускной способности насадки.
4.5.2 Аппроксимация данных по пропускной способности насадки
4.5.2.1 Линейная скорость газа
4.5.2.2 Пропускная способность насадки
ГЛАВА 5. РАЗДЕЛЕНИЕ ИЗОТОПОВ АЗОТА ХИМИЧЕСКИМ ОБМЕНОМ В СИСТЕМЕ ОКСИДЫ АЗОТА АЗОТНАЯ КИСЛОТА
5.1 Эффективный коэффициент разделения влияние температуры и концентрации азотной кислоты
5.2 Разделение изотопов азота в лабораторных условиях.
5.2.1 Принципиальная схема и краткое описание установки для разделения изотопов азота
5.2.1.1 Определение параметров колонны изотопного обмена
5.2.1.2 Схема установки и ее описание
5.2.1.3 Контроль и управление химическим составом фаз.
5.2.2 Изотопный анализ азота
5.2.3 Контроль полноты обращения потока.
5.2.4 Исследование влияния температуры на массообмен
5.2.4.1 Методические особенности
5.2.5 Изучение влияния температуры, плотности орошения и концентрации азотной кислоты.
5.2.6 Обработка и обсуждение экспериментальных данных по массообмену
5.2.6.1 Влияние удельного потока и относительной нагрузки на ВЭТС
5.2.6.2 Зависимость ВЭТС от температуры.
5.2.6.3 Анализ выражения ВЭТС.
5.2.6.4 Температура и лимитирующая стадия процесса массообмена
5.2.6.5 Скорость и механизм изотопного обмена.
ГЛАВА 6. ОПРЕДЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ПРОЦЕССА И СРАВНЕНИЕ СПОСОБОВ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ I5.
6.1 Моделирование процесса концентрирования азотнокислотным способом
6.1.1 Общие положения.
6.1.2 Проверка адекватности модели
6.1.2.1 Влияние изменения одного параметра процесса разделения
6.1.2.2 Влияние одновременного изменения 2х параметров .
6.2 Анализ экономической эффективности физикохимических способов разделения изотопов азота.
6.2.1 Основы сравнения
6.2.2 Затраты на разделение.
6.3 Экономическая эффективность газоцентробежного метода разделения изотопов азота
6.3.1 Постановка задачи разделения
6.3.2 Характеристики разделительного элемента и процедура расчета
6.3.3 Стоимость разделительного элемента, объем капитальных вложений и
составляющие удельных затрат
6.4 Заключение.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ


Кроме того, выделение продуктов деления из ЯТ, в том числе I, Сб, Бе, Те, значительно меньше по сравнению с оксидным, а термохимическая стабильность мононитридного топлива подтверждена экспериментально равновесное давление азота не превышает 4,5 7 2,1 МПа при температуре К . Радиационные испытания нитридного топлива в реакторах СМ2, МИР, БР и БОР при теплонапряженности от 0 Втсм до Втсм показали его высокие эксплуатационные характеристики, совместимость с конструкционными сталями и металлическими теплоносителями . Кроме того, изучен процесс синтеза нитридного топлива из металлов и показано, что он проще, малооперационсн, не требует сложного оборудования, позволяет создать непрерывный процесс и получить порошок, пригодный для непосредственного изготовления сердечников . БРЕСТОДЗОО. В указанном реакторе будет использован смешанный нитрид, полученный из оксидов энергетического плутония и урана, а сам реактор должен иметь безбланкетную мононитридную активную зону с полным внутренним воспроизводством топлива и работать в замкнутом ИРи цикле с включением актиноидов , . Следует отметить, что реактор БРЕСТОДЗОО соответствует концепции развития атомной энергетики в России, которая уже в краткосрочной перспективе предполагается сооружение АЭС с реактором на быстрых нейтронах и переход на нитридное топливо . Замещение азота природного изотопного состава в нитридах урана и плутония на тяжелый изотоп азота 5К, как указывается в литературе например, , , обусловлено образованием долгоживущего р радионуклида С с периодом полураспада Тп лет в ходе реакции п, р быстрых нейтронов с ядрами Ы. Накопление С в реакторе приведет в ходе последующей переработки топлива к увеличению дозы облучения персонала. В докладе говорится, что даже при использовании в составе нитридного топлива азота с концентрацией менее ат. С при переработке топлива станут главным источником ингаляционной дозы облучения персонала. Приемлемое значение концентрации И находится в интервале ат. Кроме того, применение 1 в нитридном топливе быстрых реакторов должно привести, как показано в , к увеличению коэффициента использования нейтронов и коэффициента воспроизводства ядерного топлива. Очевидно, что применение азота в мононитрид ном топливе должно привести к удорожанию топливной загрузки . Оценочные расчеты, выполненные в Японском институте атомной энергии МЕЯТ, показали, что вклад затрат на обогащение КТ в стоимость электроэнергии, вырабатываемой быстрыми реакторами, будет равен 0,2 , т. И нитридного топлива. Оценка стоимости и масштаба производства И в современных условиях выполнена в работах , , дополняющих данные более ранних расчетов , . Полученные результаты, мягко говоря, сильно отличаются друг от друга, что, вероятно, обусловлено недостаточным знанием технологических процессов разделения изотопов азота. Например, авторы , исходя из сравнения работы разделения изотопов бора и азота, а также стоимости обогащенного В, получили сумму затрат на 1 г го М в 0 ам. Здесь же отмечается, что стоимость высоко обогащенного Н по разным источникам составляет 5 ам. Вероятно, столь широкий диапазон значений обусловлен данными для разных методов и способов разделения изотопов азота, влиянием масштаба его производства для расчетных оценок, а также химической формой К. Более точные на сегодняшний день данные по стоимости тяжелого изотопа азота приводят авторы работы , указывая значение на уровне евро за 1 г , что примерно соответствует 0 4 0 ам. Ы высокого обогащения. Не указывая существующих масштабов производства изотопа азот, авторы цитируемой работы оценивают ежегодный рынок в 4 кг, вероятно, в пересчете на 0 й К Аналогичная оценка, выполненная ранее г. Ы в год. За истекший период времени прекратило свое существование масштабное производство Ы в ГДР , оцениваемое в кг год с концентрацией 4 ат. Румынии , Японии , Индии . Скорее всего, указанный в масштаб производства ,5И соответствует существующим на сегодня производственным мощностям. Что касается номенклатуры изотопной продукции с изотопом азот, то здесь следует отметить многообразие химических форм.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.257, запросов: 242