Выделение - гелий
Cтраница 4
По данным фазового равновесия систем СН4 - Не и N2 - He, приведенным в табл. 32 и 33, видно, что при охлаждении смеси СН4 - Не до 95 - 110 К остаточная равновесная концентрация СН4 в гелии при повышенных давлениях составляет всего 0 2 - 1 5 %, а при охлаждении азото-гелиевой смеси до 68 - 77 К при р ( 10 - т - 15) МПа находится в пределах 1 8 - 1 5 % азота. Это свидетельствует о том, что применение метода конденсации для выделения гелия из гелионосных газов, где он находится в смеси с СН4 или N2, обеспечивает достаточно высокую эффективность процесса разделения. [46]
Этот элемент представляет собой заполненную гелием колбу, из которой газ выделяется с постоянной скоростью за счет эффекта проникновения через стеклянную мембрану. Поскольку последний эффект зависит от температуры, то эту зависимость скорости выделения гелия следует учитывать. Эта величина настолько мала по сравнению с общим количеством гелия в колбе, что скорость его вытеления остается практически постоянной в течение продолжительного времени, исчисляемого даже годами. Калиброванная течь обычно встраивается в ГТ и поток гелия из нее регулируется с помощью игольчатого вентиля. [47]
 |
Наиболее важные радиоизотопные источники и их основные параметры. [48] |
В связи с малым пробегом u - частиц в веществе такие источники обычно приготавливают путем тщательного перемешивания порошкообразных препаратов а-излучателя и бериллия. Приготовленную таким образом смесь помещают в герметичную стеклянную или металлическую ампулу, объем которой рассчитан на выделение гелия. [49]
 |
Коэффициенты диффузии и проницаемости газов в кварце. [50] |
Малая доля свободного объема и весьма незначительная подвижность структурных элементов силикатных стекол должны приводить к неудовлетворительным сорбционным и диффузионным характеристикам для большинства газов. Высокая селективность мембран из силикатных стекол наряду с удовлетворительной проницаемостью по гелию является главным технологическим преимуществом этих систем при выделении гелия. Основные проблемы внедрения связаны с хрупкостью стеклянных трубчатых мембранных элементов. [51]
По полученным оценкам, энергия, необходимая для сжатия газа на газоразделительной установке, составляет 7 7 кВт - ч / м3 ( при нормальных температуре и давлении) выделенного гелия. Поскольку энергетические требования относительно невелики и могут быть удовлетворены при использовании обычного газопроводного оборудования, энергетические затраты составляют лишь небольшую долю от общих затрат на выделение гелия. [52]
Процесс мембранного разделения газов в настоящее время используют для решения ограниченного числа задач, что связано с необходимостью получения в каждом конкретном случае полупроницаемой мембраны, обладающей высокой селективностью и проницаемостью по компонентам данной смеси. Наиболее изучены следующие процессы мембранного разделения газов: получение воздуха, обогащенного кислородом; получение азота; концентрирование водорода продувочных газов синтеза аммиака и нефтепродуктов; выделение гелия, диоксида углерода и сероводорода из природных газов; получение и поддержание состава газовой среды, обеспечивающего длительную сохранность овощей и фруктов. [53]
Как гелий, так и радон образуются в урановых минералах в процессе радиоактивного распада, являются посторонними частицами для решетки минерала и поэтому могут находиться только в капиллярах, пустотах и в мельчайших нарушениях кристаллической решетки. Хлопин, Герлинг и Иоффе нашли, что установленная Коловрат-Червинским закономерность для гелия выполняется неточно, особенно при высоких температурах, и установили, что величина и скорость выделения гелия зависят от состава газовой фазы, в которой прогревается минерал. Нас заинтересовал вопрос о выделении радона из природных радиоактивных объектов, а именно, из урановых минералов. [54]
Рассмотренный процесс не имеет преимуществ по сравнению с наиболее усовершенствованными криогенными процессами для получения гелия в больших масштабах главным образом из-за большой требуемой площади мембран. Однако синтезированные мембраны из фторированных полимеров / 71 / обладают гораздо более высокой проницаемостью и избирательностью по отношению к гелию, чем мембраны из сополимера тетрафторэтилена и гексафторпропиле-на, и могут существенно улучшить экономические показатели процесса выделения гелия. [55]
При реакторном облучении борсодержащих стекол 94 - 99 % выделяющегося газа составляет гелий. Кроме того, выделяется некоторое количество газов, связанных с действием фоновой у-радиации, химический состав которых такой же, как и в случае чистого Y-облу-чения. Выделение гелия сопровождается некоторым количеством кислорода. [56]
Запасы гелия на Земле огромны. Однако извлекать гелий из атмосферного воздуха, где он содержится лишь в количестве 5 - Ю 4 молярных долей, %, экономически нецелесообразно. Это относится и к идее выделения гелия из горных пород земной коры, где он встречается в целом ряде минералов при относительно небольшом содержании в них. [57]
 |
Схема аппаратов с полиэтиленовыми трубками. [58] |
Аппараты обоих типов, отличающиеся лишь по способу закрепления концов трубок, имеют на концах кожуха крышки. Имеется возможность пропускать через систему полиэтиленовых трубок газ под давлением до 20 am и отбирать из кожуха газ, продиффундиро-вавший через трубки. Следовательно, в данном случае применяется способ отбора газа противоположный тому, который был описан выше для выделения гелия, хотя общая схема одинакова. [59]
Самым богатым источником гелия являются природные газы, выходящие из земли в различных районах земного шара и содержащие в основном метан ( СН4) и азот. Особенно подробно природные газы были исследованы в Северной Америке, где некоторые газы содержат до 1 % гелия. Гелий, содержащийся в этих газах, образуется из радиоактивных элементов. Выделение гелия из природных газов основано на отмеченном выше свойстве этого элемента не адсорбироваться активированным углем, охлажденным жидким воздухом, в то время как все остальные газы, за исключением водорода, адсорбируются. Гелий легко отделить от водорода при взаимодействии последнего с кислородом с образованием воды. [60]
Страницы: 1 2 3 4 5