Извлечение гелия из неоногелиевой смеси адсорбционным методом
- Авторы: Ян Л.1, Куприянов М.Ю.2, Кононова В.Д.2
-
Учреждения:
- Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана
- Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
- Выпуск: Том 111, № 4 (2022)
- Страницы: 245-252
- Раздел: Научные обзоры
- URL: https://journal-vniispk.ru/0023-124X/article/view/132748
- DOI: https://doi.org/10.17816/RF321518
- ID: 132748
Цитировать
Аннотация
Гелий – ценный природный ресурс, имеющий большое значение для научных исследований. В настоящее время его извлекают в основном из природного газа или с помощью крупных воздухоразделительных установок (ВРУ). Гелий, обычно вместе с неоном, отводятся из ректификационной колонны. В целях получения чистых неона и гелия производится их дополнительная очистка. В настоящей статье рассматриваются основные методы выделения гелия из неоногелиевой смеси, разрабатываемые отечественными и зарубежными исследователями. Сравнение методов ректификации, вымораживания, мембранного разделения и сорбции, позволяет заключить, что метод адсорбция позволяет проводить разделение в относительно высоких температурных интервалах и более энерго-эффективно, чем другие рассмотренные методы разделения. В работе приведены существующие примеры использования адсорбционного метода очистки гелия от неона, которые реализованы в КНР и на территории СНГ. Представлен обзор по адсорбционному разделению на новых адсорбентах, как на металлоорганических основах, так и на одностенных углеродных нанотрубках. В дальнейшем авторы планируют проводить эксперименты, с целью восполнения пробелов данных по адсорбции и десорбции неоногелиевой смеси на разных адсорбентах.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Линжань Ян
Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана
Автор, ответственный за переписку.
Email: yanl@student.bmstu.ru
ORCID iD: 0000-0001-7097-1898
Россия, Москва
Максим Юрьевич Куприянов
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Email: kupriyanov.m@bmstu.ru
ORCID iD: 0000-0003-2180-1221
SPIN-код: 2716-2525
к.т.н.
Россия, МоскваВиктория Дмитриевна Кононова
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Email: viktoriadmitrievna@live.ru
ORCID iD: 0009-0008-8609-6205
SPIN-код: 5369-7308
Россия, Москва
Список литературы
- Wang P., Zhang X., Zhao J. Study on the purification process of helium exhausted from the industry // Cryo. Supercond. 2013. Vol. 41, N 8. P. 83–88. doi: 10.16711/j.1001-7100.2013.08.018
- Бондаренко В.Л., Чигрин А.А., Пилипенко Б.А., и др. Промышленные установки для разделения смесей при температурах 68…78 к методом вымораживания // Инженерный журнал: наука и инновации. 2017. № 8(68). doi: 10.18698/2308-6033-2017-8-1648
- Peng G., Gong Z, Zhang X. Present situation and prospect of helium purification // Cryo. Supercond. 2012. Vol. 40, N 6. P. 4–7. doi: 10.16711/j.1001-7100.2012.06.019
- Низкие температуры и редкие газы. Под. ред. В.Г. Фастовского. Труды ВЭИ. Выпуск 61. М., Л.: Госэнергоиздат, 1958.
- Yuan JH, Bai H. Helium purification in large cryogenic system // Chinese Cryogenics. 2006. Vol. 4-2. P. 28–32.
- Архаров И.А., Навасардян Е.С. Сравнение способов разделения неоногелиевой смеси с позиций технико-экономического анализа // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2010. Спецвыпуск. C. 61–69.
- Wang Ch. Extraction of high purity helium from air separation plants // Cryogenic technology. 1980. Vol. 3. P. 11–14.
- Zhang Y. Refining of helium // Cryogenic technology. 1983. Vol. 1. P. 12–16.
- Симоненко, Ю. Энергосберегающие технологии в установках для получения неона и гелия высокой чистоты // Холодильная техника. 2014. № 4(150). C. 4–12.
- Liu Y., Liu J., Hu J. Noble gas separation by a MOF with one-dimensional channels // BMC Chem. Eng. 2019. Vol. 1, N 3. doi: 10.1186/s42480-019-0003-y
- Bolboli N.Z., Abbas R.A., Majid H.S., et al. Predicting helium and neon adsorption and separation on carbon nanotubes by Monte Carlo simulation // J. Mol. Model. 2011. Vol. 17, N 4. P. 785–794. doi: 10.1007/s00894-010-0769-6.
- Sha H., Faller R. Molecular simulation of adsorption and separation of pure noble gases and noble gas mixtures on single wall carbon nanotubes // Computational Materials Science. 2016. Vol. 114. P. 160–166.
- Бондаренко В.Л., Никифоров Ю.В., Воротынцев В.Б. Сравнительный анализ низкотемпературного разделения изотопной смеси неона 20Ne–22Ne на различных адсорбентах // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2015. № 11. С. 13–16.
Дополнительные файлы
