автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.03, диссертация на тему:Очистка криогенных жидкостей от кристаллов диоксида углерода в аппаратах с зернистой загрузкой

<3и

м

^ЯнЙЗ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ЧЩрХ КРИОГЕННОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

На правах рукописи УДК 66.074:661.039.1

Кобец Юрий Николаевич

ОЧИСТКА КРИОГЕННЫХ ЖИДКОСТЕЙ ОТ КРИСТАЛЛОВ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА В АППАРАТАХ С ЗЕРНИСТОЙ ЗАГРУЗКОЙ

05. О'». 03 • Машины и аппараты хо.шди.тьном м криогенном техники и систем копдицпониронамим

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1992

исх. 6$ /мим

Работа выполнена в Балашихинском научно-производственном объединении криогенного машиностроения.

Научный руководитель - кандидат технических наук,

старший научный сотрудник Насунов Д. И.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Иванов Б. А., кандидат технических наук, старший научный сотрудник Рынсков Ю. о,

Ведущее предприятие - Конструкторское бюро обсего

машиностроения (КБОН).

. Зашита диссертации состоится *49.*1992 г. в /у час. нин. на заседании специализированного совета К 169.01.01 Балашихинского научно-производственного объединения криогенного наииностроения по адресу: 143900, г. Балашиха-7 Московской области, проспект Ленина, 67, НПО "Криогенная".

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке НПО "Криогенмаш". Отзывы на автореферат направлять по вшеуказаннону адресу. Пропуск для участия в заседании совета необходимо заказать по телефонам 521-77-56, 25-76. При себе инеть паспорт.

Автореферат разослан " А."ШхкЛ- 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Возросшие требования к .чистоте жидкого кислорода при использовании его в ракетной техник» вызвали необходимость получения кислорода с содержанием диоксида углерода не более О,2 млн *. Такие же требования по чистоте жидкостных потоков после адсорберов предъявляются и к яоздухоразделительным установкам. Таким образом, очистка криогенных жидкостей от диоксида углерода дойжна обеспечивать задержку как кристаллов, так и растворенной части.

Очистка криогенных жидкостей от растворенных примесей осуществляется адсорбционным способом. Очистка от крупных кристаллов диоксида углерода в криогенной технике проводится методом Фильтрования на тонкостенных керамических и металло-керамических Фильтрах. Работы, выполненные в НПО "Криогенмаш" по определению фазового и дисперсного состава диоксида углерода в товарном жидком кислороде, показали наличие в нем наряду с раствором кристаллической мелкодисперсной Фазы диоксида углерода, составляющей 75... 85Х от обшего количества. Поэтому получить на фильтрах требуемую заказчиком чистоту жидкого кислорода по указанным кристаллам не представляется возможным, так как средний размер пор в этих Фильтрах значительно больше размс-ра кристаллов диоксида углерода. Применение для очистки фильтров из ПНС или ФНС с размером пор менее 5 мкн нецелесообразно, так как ресурс их работы весьма мал.

Р технике очистки сточных и природных вод для разделения суспензии применяют Фильтрование в слое зернистого материала (керамзит, лавовый шлак и др. ). Широкое использование данного метода обуславливается его высокой производительностью, экономичностью и технологичностью.

В криогенной технике вышеуказанный метод не применялся.

Решить задачу очистки криогенных жидкостей от диоксида углерода (как кристаллов, так и раствора) возможно, если в качестве средств очистки использовать аппараты с зернистой загрузкой-сорбентом, позволяющие совместить в одном технологическом аппарате (Фильтре-адсорбере) два одновременно протекающих процесса: Фильтрование кристаллов диоксида углерода из

криогенной- жидкости в слое зернистого материала и сорбцию растворенной части диоксида углерода в зернах сорбента.

Цель работы - исследование и совершенствование процесса тонкой очистки криогенных продуктов от диоксида углерода в аппаратах с зернистой загрузкой-сорбентом. Задачами исследования являлись следующие вопросы:

выбор зернистого материала, обеспечивающего одновременно Фильтрование кристаллов в слое зернистого материала и сорбцию растворенной части диоксидахуглерода в зернах;

изучение динамики фильтрования из жидкого кислорода кристаллов диоксида углерода в слое зернистого материала;

получение данных, необходимых для расчгта продолжительности защитного действия Фильтра-адсорбера в отношении кристаллов диоксида углерода до проскоковой концентрации;

определение степени вымываемости осадка кристаллов диоксида углерода, задержанных в слое зернистого материала, для выяснения вопроса о возможности проведения процесса регенерации загрузки от кристаллов потоком чистой жидкости;

проверка экспериментально полученной зависимости для определения времени защитного действия слоя на промышленных аппаратах и внедрение результатов исследований на действующих промышленных воздухоразделительных установках низкого давления и в системах очистки жидкого кислорода.

Научная новизна работы заключается в следующих результатах :

определен Фазовый и дисперсный состав диоксида углерода в криожидкости и на основе этого выбраны средства очистки -аппараты с зернистой загрузкой, позволяющие совместить в одном технологическом аппарате (фильтре-адсорбере) два одновременно протекающих процесса: Фильтрование кристаллов диоксида углерода из криопродуктов в слое зернистого материала и сорбции растворенной части диоксида углерода в зернах сорбента;

разработан способ определения объемной доли растворенной части примеси непосредственно в потоке криогенной жидкости и устройство для его реализаций (проточная кювета-криостат, A.C. "l44015г1). В совокупности с распространенным хроматогра-фическим методом ¡анализа это*позволило получать данные не-

посредственно об обшей, растворенной и кристаллической частях принеси в Фильтрате в процессе динанического опыта и исследовать при очистке процессы адсорбции принеси в зерне и Фильтрования кристаллов в слое зернистого материала;

выбран зернистый натериал-сорбент, обеспечивающий требуемую чистоту жидких криопродуктов в отношении диоксида углерода, и получена зависимость для определения продолжительности защитного действия Фильтра-адсорбера по диоксиду углерода;

определена степень вымываемости осадка кристаллов диоксида углерода, задержанных в процессе Фильтрования в слое зернистого материала, потоком чистой криожидкости.

Практическая ценность и внедрение результатов работы. Экспериментально получена и подтверждена промышленными испытаниями зависимость для определения продолжительности защитного действия Фильтров-адсорберов в отношении кристаллов диоксида углерода.

Разработана программа расчета на ЭВМ промышленных Фильтров- адсорберов с зернистой загрузкой по очистке жидкостных мотокоп от диоксида углерода.

Проведенные экспериментальные исследования позволили: разработать технологический процесс очистки жидкого воздуха и кислорода от мелкодисперсных кристаллов диоксида углерода в адсорбере, загруженном зернистым материалом-сорбентом, включающий как обязательное условие наличие переохлажденной жидкости на входе и 'выходе из Фильтра-адсорбера;

увеличить рабочую кампанию Фильтра-адсорбера с 10 до 30... 15 суток;

получить требуемый заказчиком жидкий кислород с содержанием в нем диоксида углерода м$нее о,2 млн . Результаты исследований внедрены:

на криогенных системах хранения и заправки жидкого кислорода ракетно-космического комплекса "Энергия-Буран" (17Г22, 17Г7С и др. ) путем установки жидкостных Фи,пьтров-адсор-бррон, что позволило /юлучить требуемый заказчиком жидкий кислород ^содержанием диоксида углерода не более 0,2 млн"' ; на действующих воздухоразделительных установках низкого

давления (КААр-15, КАр-30, КтК-35-3 к др. ) за счет увеличения рабочей кампании Фильтров-адсорберов : 10 яо 30. ..45 суток, что дало возможность уменьшить более чем в 1,5 раза затраты на электроэнергию при регенерации сорбента; -

на вновь проектируемых воздухораэделительных установках низкого давления и в системах хранения и заправки путем оптимального выбора рабочих параметров процесса и размеров аппарата на основе применения методики расчета промышленных Фильтров-адсорберов, алгоритма и программы их расчета на ЭВМ.

Автор зашишает:

результаты экспериментальных исследований по выбору зернистого материала, удовлетворяющего одновременно требованиям сорбции растворенной части диоксида углерода в зернах и Филь-т|>ованию кристаллов диоксида углерода в слое зернистого материала;

результаты экспериментальных исследований по динамике Фильтрования кристаллов диоксида углерода в слое выбранного зернистого материала;

экспериментально полученную зависимость для определения продолжительности защитного действия Фильтра-адсорбера;

результаты по определению степени вымываемости осадка кристаллов диоксида углерода, задержанных в слое зернистого материала в процессе Фильтрования, потоком чистой криожид-кости;

результаты экспериментальных исследований по влиянию растворения кристаллов диоксида углерода, задержанных в слое в процессе Фильтрования, на продолжительность процесса очистки;

результаты сравнения реального времени защитного действия Фильтра-адсорбера на потоке жидкого воздуха промышленной установки КАр-ЗО с расчетным врененем защитного действия.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на IV Всесоюзной конференции "Криогенная техника-87" (Москва, МГТУ им. Н.Э. .Баумана), на научно-технической конференции молодых ученых и специалистов (Балашиха, НПО "Криоген-наш", 1906), на конкурсе научно-исследовательских, опыт-

но-конструкторских и технологических работ (Балашиха, НПО "Криогенмаш", 1989), на научно-технических семинарах Ленинградского технологического института холодильной промышленности (Ленинград, 1990) и Московского государственного технического университета (Москва, 1990).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 9 печатных работ, из них 4 авторских свидетельства.

Обьем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и выводов, списка использованной литературы и 3 приложений. Работа изложена на 175 страницах машинописного текста, включая 17 таблиц, 24 рисунка и Ч фотографии, список использованной литературы из 113 наименований. Приложения на 4 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи работы, изложены основные результаты и положения, выносимые на зашиту.

В первой главе рассчотрека условия образования и состар кристаллов высококипяших примесей в воздухоразделительных установках различных типов. Анализ реальных концентраций примесей показывает, что углеводороды группы С4-С7, диоксид углерода, (I) оксид азота при определенных условиях ногут десублимироваться из воздуха в основном теплообменном узле ВРУ. Рассмотрен дисперсный состав кристаллов диоксида углерода в жидких кислороде и воздухе. Показано, что в товарном жидком кислороде основную массу кристаллов диоксида углерода составляют кристаллы размером менее 2 мкм с предполагаемым максимумом распределения менее 1 мкм. Вследствие этого систему "кристаллы С02-жидкий 02" можно считать мелкодисперсной и мэлокоппенгрированной. Проанализированы имеющиеся литературные данные по очистке жидких криогенных продуктов от диоксида углерода. Показано, что тонкая очистка жидких криогенных продуктов от диоксида углерода возможна, если в качестве средств ¡.чистки использовать аппараты о загрузкой из сорбента. Этим

достигается совмещение в одном технологическом аппарате двух одновременно протекавших процессов: сорбции растворенной части диоксида углерода в зернах сорбента и фильтрования кристаллов диоксида углерода в слое зернистого материала.

Во.второй главе проанализированы литературные данные по Фильтрованию малоконцентрированных суспензий на зернистых загрузках. Рассмотрены физико-химические основы процесса. Анализ теорий Фильтрования малоконцентрированных суспензий на зернистых загрузках показал, что наиболее предпочтительными выглядят теория Фильтрования Нинца и Феноменологическая теория Веницианова и Сенявина. Большинство работ по применению /еорий Фильтрования малоконцентрированных суспензий на зернистых загрузках к прикладным задачам посвяшено вопросам осветления природных сточных вод. Вопросы фильтрования криогенных малоконцентрированных суспензий на зернистых загрузках в литературе практически не освешены. Для определения параметров Фильтрования малоконцентрированной нелкодисперсной суспензии диоксида углерода из криогенных жидкостей на зернистых. загрузках необходимо проведение экспериментальных исследований, результаты которых позволят выбрать материал загрузки, определить параметры фильтрования, размеры аппарата и рассчитать время защитного действия слоя до заданной проскоковой концентрации.

В третьей главе рассмотрены особенности экспериментального исследования процесса очистки жидкого кислорода от ди-оксидл углерода. Описаны технологические схемы стендов, оборудование и применяемые средства измерения, методики исследований, порядок ведения эксперимента, приведен анализ погрешностей результатов определения концентраций в жидком кислороде диоксида углерода - обшей, растворенной и кристаллической частей.

Для изучения процесса Фильтрования кристаллов диоксида углерода в-аппаратах с зернистой загрузкой (Фильтрах-адсорберах) необходимо знать содержание диоксида углерода в исходной жидкости и в Фильтрате. Средства измерения для определения непосредственно содержания твердой Фазы диоксида углерода в криожидкости отсутствуют. Содержание кристаллической части

диоксида углерода в жидком кислороде определялось как разность между обшим содержанием диоксида углерода и содержанием растворенной части. Для получения данных о содержании диоксида углерода в Фильтрате в процессе проведения динамического опыта был разработан способ определения объемной доли растворенной части примеси непосредственно в потоке криожидкости и устройство для его реализации - проточная кювета-криостат (A.C. 1440151).

Исследования проводилична комплексной стенде для изучения Фильтр-адсорбционной очистки криогенных жидкостей от диоксида углерода [б), позволяющем также производить оценку Фазового и дисперсного состава диоксида углерода в жидком кислороде. (Стенд и способ определения дисперсного состава защищены А. С. 1324427, A.C. 1368718, А. С. 1383157).

В четвертой главе приведены экспериментальные данные, результаты их обработки и анализ.

При выборе материала - сорбента, исследования проводили на модели Фильтра-адсорбера с длиной рабочего слоя 120 мм. Получены данные об изменении концентрации кристаллической части диоксида углерода в Фильтрате по вренени. Обработку этих данных проводили с использованием теории Фильтрования малоконцентрированных суспензий на зернистых загрузках Д. Н.. Минца. При этом процесс осветления суспензии в слое зернистого материала представляли как суммарный результат двух одновременно протекающих процессов: изьятия частиц из жидкости вследствие их прилипания к зернам загрузки под действием сил адгезии (характеризуется параметром Фильтрования Ь, 1/м) и отрыва ранее прилипших частиц под влиянием гидродинамического воздействия потока (характеризуется параметром Фильтрования а, 1/ч). в этом случае процесс осветления суспензии описывается дифференциальном уравнением (1) с начальными и граничными условиями (2) и (3).

¿2с , п дс , е ¿С _ п . ...

¿-о; —; c = Co-ez; (2)

х=о; ; С - Со, (3)

где С, Со - концентрация принеси в Фильтрате и в исходной жидкости, мг/л ж. ;

I - время, ч;

х - длина слоя загрузки, н; а, Ь - параметры фильтрованчя.

Были определены параметры Фильтрования а и Ь, а также предельная плотность насышения ^нр и начальная длина зоны массообмгна Ю, которые для каждого испытываемого материала приведены в таблице 1.

Таблица 1

фильтровальные характеристики исследованных материалов

Тип Параметры Фильт- Предельная Начал,ьн?.:'

материала рования плотность зона мас-

насчлцеиия, , 3 рпрмг/дм «10 сообнена

Ь, 1/м а, 1/ч Ьо, м

n

опыта

1. Силикагель КСМГ

по ГОСТ 3956-76 15,70 0,50

2. Силикагель КСС N4

по ТУ 38 401. 389-82 13, 30 0. 52

3. Силикагель КСКГ

по ГОСТ 3956-76 5,78 1,00

4. Хромосиликат ХС

по ТУ 0-21 -1^-74 8,66 1,20

5. Активная окись алюминия, марки А-1

по ГОСТ 8136-56 7,64 1,15

6. Активная окись алюминия, марк;г В

по ТУ 38-101-190-71 4,16 1,20

7. Цеолит НаХ

ПО ТУ 38. 10281-80 3, 70 0, 07 6. Цеолит НаА

пс. ТУ 38. 10281 80 3, 63 0, 30

4, 70 3, 33 О, 86 О, 85

О, 83

0,45 2,00 О, 39

О, 23 О, 23 0,61 О, 39

0,45

0,84 0,47 О, 50

Как видно из табл. 1, наилучшими фильтровальными харак-

теристнками обладает силикагель марки КСНГ, на котором к проволочись дальнейшие исследования.

Исследования динамики Фильтрования проводили методом технологического моделирования на мезелях Фильтр-адсорбера с тремя рабочими секциями, что дало возможность получать три выходные кривые. Теоретической основой метода технологического моделирования является существование режима парцельного переноса фронта концентраций. Это доказано в работах Венициа-чова Е. В. и Аюкаева В. М. ПрЬ этом справедлива зависимость (4) для определения времени защитного действия слоя, аналогичная Формуле Шилова для адсорбционных процессов:

1зд = КМЬ - 'иЛ, (4)

где К - коэффициент защитного действия слоя;

1. - длина слоя;

1о- начальная длина зоны массообмена. Экспериментальное определение параметров К и Ьо производилось концентрационным способом, впервые предложенным Минцем Д. М.

Исследования выполнены при различных параметрах: скорости течения жидкости через Фильтр-адсорбсг, грануляции си-ликагеля, чеходнем содержании диоксида углерода в жидком кислороде. Было проведено 16 экспериментов. Исследования проводили на жидком кис/.ороде, получаемом на, следующих типах ЬРУ: КжАжААрж-1, б, ПКАДС-120, а также жидком кислороде, отобранном после азотно-конденсационной установки САКУ). Содержание со> в исходном жидком о2 находилось в пределах ст о,7 до 5, 9 млн"!

Для определения выходных кривых Фильтрации для каждого из трех рабочих слоев необходимо знать выходные кривые - общую и растворенной часги. Однако последнюю в данных опытах с тремя рабочими слоями экспериментально можно было получить только дл? всего слоя. Поэтому выходные кривые процесса здеорбции для первого и второго слоев рассчитывались согласно модели Венициапова и. Сенявила с у «том как внешней, так и внутренней диффузии. Коэффициент массообмена р определяли как экспериментально по величине начального, проскока, так и

засчитывали из зависимости £ = Ни определяли по из-

вестной зависимости для больших чисел Рейнольдса как

Ни г г,74«(1-£) »с *1ге «Рг . (5)

Расчетные и экспериментальные значения^дали хорошее совпадение. Ошибка составила ±13 У-.

В результате анализа и обработки экспериментальных данных были получены графические и аналитические зависимости влияния скорости, среднего диаметра зерна силикагеля, исходной концентрации на коэффициент защитного действия К и начальную длину зоны нассообнена Ьо. Было получено обобщенное уравнение для определения коэффициента защитного действия К

? -V кр Ч» ч>

к = 1,2540 «ее «(со ) «(спр/со г , (б)

*р

где Со - концентрация кристаллической части СОг в ф исходной жидкости;

Спр- проскоков(ая концентрация, равная 0,316 иг/л ж.

(0,2 нлн* • ). Зависимость полечена при следующих условиях: Со - 0, 8... 7,43 иг/л ж.; Ее = 35... 273.

Относительная ошибка при определении К из эксперимента и по зависимости (б) составляет ±18 у..

Было показано, что для применяемых в промышленности грануляций силикагеля КСНГ и при существующих в Фильтрах-адсорберах скоростях течения жидкости Ьо = 0, 2... 0,25 н.

Таким образом, зависимости (4) и (б) позволяют определить для заданных Со и. скорости вреня защитного действия слоя.

Установлено,'Что степень вымываемости кристаллов диоксида углерода, задержанных в слое в процессе очистки . составляет 7... 9' У- Таким образом можно сказать, что основная часть кристаллов образует невымываеную Форму осадка. Из этого следует практический вывод, что проводить "холодную" регенерацию кристаллов СОд , подразумевающую промывку сорбента потоком чистой криогенной жидкости, нецелесообразно.

Проведена оценка влияния растворения кристаллов СС^, задержанных в слое, на пропесс очистки. Для этого сравнивались количество адсорбированной из жидкого кислорода растворенной Фазы С02с количеством этой Фазы, извлеченный при регенерации сорбента (сн. рис. ! и табл. 2).

С, млн"'

укр в - до о -после

ш

¿У ж ^Ураст

О 60 120 180 240 I, мин

Рис. 1. Результаты определения содержания диоксида углерода в регенерирующем газе

Таблица 2

N Продолжи- Кол-во Кол-во Ураст. оч.

опы- тельность раств. раств. Ураст. рег.

та очистки части при очист. части при реген.

ч см3 см3 -

1 22,0 197 177 1.11

2 22, 5 272 249 1,09

3 27, 5 480 402 1, 19

В связи с тем, что температура сублимации кристаллов СО отличается от температуры десорбции из силикагеля адсорбиро-

ванного диоксида углерода, на выходной кривой регенерации наблюдаются два пика (рис. 1).

В таблице 2 приведены результаты определения количества диоксида углерода, ?алержанного при очистке и вынесенного при регенерации. Исходя из результатов исследования можно сказать, что заметного растворения кристаллов, задержанных на сорбенте, не происходит и этот процесс можно не учитывать при технических расчетах.

Р пятой гларр приведены результаты промышленных испытаний эффективности работы фильтров-адсорберов ка потоке жидкого воздуха. Исследования проводились на ВРУ типа КАр-30 на НИК им. Ленина. Было проведено три опыта: первый - при одновременной работе двух Фильтров-адсорберов; последующие - при работе одного Фильтра-адсорбера. Сравнение расчетного и экспериментально определенного 1зд дало хорошее совпадение. Максималыая относительная погрешность составила д 13*. на рис. 2. в качестве примера приведены данные, полученные в первом опыте.

Рис. 2. изменение содержания диоксида углерода после жидкостных адсорберов на потоке жидкого воздуха от вренени

Исходя из определенных по результатам экспериментов продолжит ?льностей защитного действия можно сделать вывод, что в слое силикагеля, загруженного в АЖВ, не происходит интенсивного растворения кристаллов диоксида углерода, задержанных в процессе очистки. Таким образом процесс растворения можн» не учитывать при расчете Фильтров-адсорберов и зависимости (б) и (4) можно использовать в технических расчетах для определения премени защитного действия Фильтров-адсорберов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Показано, что диоксид углерода присутствует в получаемом на воздухо?азделительных установках жидком кислороде как в виде мелкодисперсной суспензии, так и в виде ненасыщенного раствора. Исходя из этого очистка жидкого кислорода от диоксида углерода должна обеспечивать удаление обеих фаз. Показано, что наиболее целесообразно очистку жидкого кислорода производить в адсорберах с Фильтрующей загрузкой из сорбента. Это позволяет совместить в одном аппарате (Фильтре-адсорбере) два одновр?менно протекающих процесса: адсорбцию растворенной части диоксида углерода в зернах сорбента и Фильтрование кристаллов диоксида углерода в слое зернистого материала.

2. Создан стенд для изучения Фильтр-адсорбционной очистки жидкого кислорода от диоксида углерода. Применение в процессе исследования специально разработанных способа определения обьенной доли растворенной части примеси непосредственно в потоке криогенной жидкости и устройства для его реализации (проточной кюветы-криостата) позволило расширить диапазон применения метода ИК-спектроскопии в криогенной технике и в совокупности с широко распространенным в криогенной технике хроматографическим метолом анализа получать данные о наличии обшей, растворенной и кристаллической частей примеси в Фильтрате, исследовать процесс адсорбции примеси при очистке, а также непосредственно изучать"и процесс Фильтрования кристаллов в слое зернистого материала. Стенд, способ и устройство защищены А. С. 1368718, A.C. 1440151, A.C. 1324427.

1Ь

3. Экспериментально установлено, что наилучшими Фильтровальными характеристиками при очистке жидкого кислорода от кристаллов диоксида углерода обладает силикагель марки КСНГ по ГОСТ 3956-76. По сравнению с другими материалами он имеет наибольшую предельную плотность насыщения и наименьшую длину начальной зоны нассообмена.

1. Показано, что достаточно точно процесс очистки *идк</-го кислорода от кристаллов диоксида углерода в слое силикаге-ля описывается ♦еноменологиЦеской теорией Фильтрования мало-концентгированных суспензий в слое зернистого материала, в ранках которой доказывается существование параллельного переноса фронта концентраций. На это указывает экспериментально установленный факт, что основная доля (9(Ш осадка кристаллов диоксида углерода, задержанных в слое силикагеля при очистке, образует невынываеную Форму осадка. Исходя из этого установлено. что "холодную" регенерацию силикагеля в фильтре-адсорбере, подразумевавшую его пронывку чистой жидкостью, проводить нецелесообразно.

5. Экспериментально установлено, что в слое силикагеля не происходит занетного растворения кристаллов диоксида углерода, задержанных в процессе очистки, и процесс растворения можно не учитывать при технических расчетах фильтров-адсорберов.

6. Получена зависимость для определения коэффициента защитного действия слоя (К) и экспериментально определены значения начальной зоны нассообмена (Ьо). позволяющие для заданных условий и размеров аппарата рассчитать время защитного действия слоя до требуеной-заказчиком величины проскоковой объемной доли.

7. На основании полученных результатов разработана методика расчета процесса очистки жидкого кислорода и воздуха от диоксида углерода в Фильтрах-адсорберах. Создана программа расчета на ЭВН применительно к Фильтрам-адсорберам воздухо-разделительных установок производительностью до 70 тыс. м*/ч по кислороду и крупных.криогенных систем.

6. Результаты работы использованы при создании воздухо-разделительных установок, системы хранения и заправки жидким

кислородом ракетно-;:осмического комплекса "Энергия". Это позволило оптимизировать выбор размеров и режим работы Фильтров-адсорберов и обеспечить требования заказчика к чистоте продукта, и в конечном счете, повысить надежность работы криогенного оборудования.

Основное содержание диссертации отражено в следуювш публикациях:

1. Нас умов Д. И., файнштейн В. И., Кобец Ю. Н. Очистка криогенных жидкостных потоков от кристаллических примесей// Кислородная промышленность: научно-техн. реферативный сборник. - II. :НИИТЭХИМ, i960. - N3. - С. 11-13.

?.. Кобец Ю. Н. Насумов Д. И., Файнштейн В. И. Тонкая очистка жидкого кислорода от двуокиси углерода// Кислородная промышленность: Иаучно-техн. реферативный сборник. - М. :НИИТЗ-ХИМ, 1983.-N5. - С. 11-15.

3. Львов В. А., Павлихин Г. П., Кобец Ю. Н. Способ определения гранулометрического состава криокристаллов// Известия ВУЗов, Машиностроение.-1988. - N1.- С. 60-65.

4. Способ определения гранулометрического состава криок-гисталлов и результаты его использования/ Львов В.А., Павли-уин г. п., Файнштейн В. И., Масумов Д. И., Беляев Ю. И., Кобец Ю. Н,// Сборник научных докладов IV Всесоюзн. конференции "Научно-технические проблемы и достижения в криогенной технике" ("криогеника-87"): Материалы конференции. Часть III. - Балашиха, Моск. обл. : Ротапринт НПО "Криогенмаш", 1988. - С. 37-43.

5. О возможности растворения кристаллов диоксида углерода, задержанных на сорбенте, при очистке жидкого кислорода/ Кобец Ю. Н., Беляев Ю. и., Львов В. А., Масумов Д. И., Файнштейн в. и. // Сборник научных докладов IV Всесоюзн. конференции "Научно-технические проблемы и достижения в криогенной технике" ("Криогеника-87"): Материалы конференции. Часть III. - Балашиха, Моск. обл. : Ротапринт НПО "Криогенмаш", 1988.-С. 23-29.

6. Кобец Ю. Н., Масумов Д. И., Файнштейн В. И. Сопоставле* ние Фильтровальных характеристик зернистого материала при

очистке жидкого кислорода от твердых частиц диоксида углерода //Криогенные процессы и технология: Сб. научн. тр. /НПО "Криогенмаш". - Балашиха, 1990. - С. 58-63.

7. A.C. 1324427 (СССР) Способ определения гранулометрического состава / НПО "Криогенмаш" и МВТУ им. Баумана. Авт. изобр. /1ьвов В. А., Насумов Д. И., Кобец в. Н., Файнштейн В. И., Павлихин Г. П., Беляев Ю. И., Зотов К. В. -Заявл. 15.03.87. N3963172; Опубл. в БИ 1988, N11, с. 167

8. A.C. 1358718 (СССР)чСтенд для измерения гранулометрического состава газиФициругцихся загрязнений криогенных продуктов / НПО "Криогенмаш" МВТУ им. Баумана. Авт. изобр. Львов В. А. , Кобец Ю. Н. , Беляев Ю. И. , файнштейн В. И., Масумов Д. И., Павлихин Г. П., Зотов К. В. - Заявл. 14.03.86., N 4036525; Опубл. в БИ 1988, N3, с. 173.

9. A.C. 1440151 (СССР) .Способ оптических измерений в жидких криопродуктах и кювета для его реализации / НПО "Криогенмаш" и МВТУ им. Баумана. Авт. изобр. Кобец Ю. Н., Львов В. А.. Файнштейн Б. И., Масумов Д. И., Беляев Ю. И., Парутов Б. Т., Бойченко В. А. - Заявл. 10.07.86. N4134809; Опубл. в БИ 1988, Н43.

Подписано в печать 28/1Х 1992 г. Формат 60x84/16.

Объем I печ. л. . Тираж 75 экз. Заказ И 884.

Г8

Ротапринт НПО "Криогенмаш"