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!

    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 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
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ
    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 Выполненных работ
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

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