Анализ параметров работы установки для разделения изотопов водорода

Верхорубов, Дмитрий Леонидович Отделение ядерно-топливного цикла (ОЯТЦ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Целью данной работы является определение и анализ основных параметров работы
установки для разделения изотопов водорода методом ректификации воды и
ХИО в системе вода-водород.
В результате исследования определены зависимости высоты эквивалентного теоретической ступени от удельного потока, диаметра и размера насадки в колонне, а также определены степень разделения, число равновесных ступеней и высота колонны, необходимая для получения заданной концентрации.

Реферат ………………………………………………………………………………………………. 9

Введение …………………………………………………………………………………………… 10

1. Литературный обзор ……………………………………………………………………… 12

1.1 Строение и физические свойства водорода…………………………………… 12

1.2 Взаимодействие водорода с простыми веществами………………………. 12

1.3 Взаимодействие водорода со сложными веществами……………………. 13

1.4 Получение водорода ……………………………………………………………………. 14

1.5 Строение и физические свойства воды …………………………………………. 16

1.6 Тяжелая вода и методы ее получения …………………………………………… 16

1.7 Ректификация воды ……………………………………………………………………… 22

1.8 Химический изотопный обмен в системе вода-водород ……………….. 26

2. Практическая часть ……………………………………………………………………….. 30

2.1 Описание подходов к расчету обменной колонны ………………………… 30

2.1.1 Ректификация воды …………………………………………………………………… 30

2.1.2 Химический изотопный обмен в системе вода-водород …………….. 33

3 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение
……………………………………………………………………………………………………………………. 40

3.1 Потенциальные потребители результатов исследования ………………. 40

3.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения ……………………………………………….. 40

3.1.3 SWOT-матрица …………………………………………………………………………. 43

3. 2 Планирование научно-исследовательских работ………………………….. 46

3.2.1 Структура работ в рамках научного исследования …………………….. 46

3.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ ………………………….. 47
3.2.3 Разработка графика проведения научного исследования ……………. 48

3.2.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) …………………… 49

3.2.5 Материальные затраты НТИ ……………………………………………………… 50

3.2.6 Основная заработная плата исполнителей темы ………………………… 50

3.2.7 Отчисления во внебюджетные фонды ……………………………………….. 52

3.2.8 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта
……………………………………………………………………………………………………………………. 52

3.3 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования ……… 53

4 Социальная ответственность ………………………………………………………….. 58

4.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов ……………… 59

4.2 Обоснование и разработка мероприятий по снижению уровней
опасного и вредного воздействия и устранению их влияния при работе на ПЭВМ
……………………………………………………………………………………………………………………. 61

4.2.1 Организационные мероприятия…………………………………………………. 61

4.2.2 Технические мероприятия…………………………………………………………. 61

4.2.3 Условия безопасности работы …………………………………………………… 63

4.3 Электробезопасность …………………………………………………………………… 66

4.4 Пожарная и взрывная безопасность ……………………………………………… 67

Выводы …………………………………………………………………………………………….. 70

Заключение ………………………………………………………………………………………. 71

Список использованных источников: ………………………………………………… 72

Приложение А ………………………………………………………………………………….. 78
Реферат
Выпускная квалификационная работа: страниц 99, рисунков 12, таблиц
31, 40 источников, 1 приложение.
Ключевые слова: водород, разделение, ректификация, тяжелая вода,
химический изотопный обмен.
Объектом исследования являются параметры работы установки для
разделения изотопов водорода.
Цель работы – определение и анализ основных параметров работы
установки для разделения изотопов водорода методом ректификации воды и
ХИО в системе вода-водород
В результате исследования определены зависимости высоты
эквивалентного теоретической ступени от удельного потока, диаметра и размера
насадки в колонне, а также определены степень разделения, число равновесных
ступеней и высота колонны, необходимая для получения заданной
концентрации.
Область применения: результаты проведенных исследований могут быть
использованы при создании установки для разделения изотопов водорода.

Тяжелая вода – бесцветная жидкость без вкуса и запаха. Термин
применим по отношению к воде у которой легкий атом заменен более тяжелым.
Так, различают тяжелую воду, в которой дейтерий замещает протий; и
сверхтяжелую воду, которая содержит тритий. Так же выделяют тяжело-
кислородную воду, в которой атомы кислорода 16 заменены более тяжелыми
изотопами 17 и 18 . Таким образом, всего существует 18 видов тяжелой воды,
9 из которых – радиоактивны.
Впервые молекулы дейтерия в природной воде были обнаружены Г. Юри
в 1932 году, и уже в 1933 получена первая тяжеловодородная вода методом
электролиза. Тогда, для получения 1 тонны тяжелой воды было необходимо
переработать около 40 тысяч тонн воды природного содержания, и потратить
более 60 миллионов кВт-ч электроэнергии, что сопоставимо с получением 3000
тонн алюминия [1].
Тяжелая вода нашла широкое применение в атомной отрасли в качестве
теплоносителя и замедлителя нейтронов в тяжеловодных реакторах. Так же
перспективно использование тяжелой воды в качестве источника получения
дейтерия для термоядерного синтеза. Чистый дейтерий применяется как
изотопный индикатор в научных исследованиях в химии, биологии, физиологии,
агрохимии и др.
В настоящее время не смотря на то, что существует несколько методов
получения тяжелой воды в промышленных масштабах, это все еще остается
актуальной проблемой. На данный момент, стоимость одного килограмма 2 с
концентрацией 99,9% составляет до 81 000 рублей [2]. Высокая стоимость
обусловлена высокими энергозатратами и дефицитом на рынке.
Для достижения поставленной задачи решались следующие цели:

Результаты проведенных исследований могут быть использованы при
создании ректификационной и ХИО установках для разделения изотопов
водорода с целью получения тяжелой воды с концентрацией 99,8%.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ
    Шиленок В. КГМУ 2017, Лечебный , выпускник
    5 (20 отзывов)
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертац... Читать все
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертационной работ. Помогу в медицинских науках и прикладных (хим,био,эколог)
    #Кандидатские #Магистерские
    13 Выполненных работ
    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ
    Татьяна С. кандидат наук
    4.9 (298 отзывов)
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (пос... Читать все
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (поставки напрямую с издательств), доступ к библиотеке диссертаций РГБ
    #Кандидатские #Магистерские
    551 Выполненная работа
    Рима С.
    5 (18 отзывов)
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный универси... Читать все
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный университет, являюсь бакалавром, магистром юриспруденции (с отличием)
    #Кандидатские #Магистерские
    38 Выполненных работ
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Юлия К. ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск 2017, Институт естественных и т...
    5 (49 отзывов)
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - ин... Читать все
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - институт естественных и точных наук, защита диплома бакалавра по направлению элементоорганической химии; СПХФУ (СПХФА), 2020 г. - кафедра химической технологии, регулирование обращения лекарственных средств на фармацевтическом рынке, защита магистерской диссертации. При выполнении заказов на связи, отвечаю на все вопросы. Индивидуальный подход к каждому. Напишите - и мы договоримся!
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Разработка спектрометра фотонного излучения на основе pin-фотодиода
    📅 2019год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)