- Project Runeberg -  Teknisk Tidskrift / Årgång 89. 1959 /
153

(1871-1962)
Table of Contents / Innehåll | << Previous | Next >>
  Project Runeberg | Catalog | Recent Changes | Donate | Comments? |   

Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1959, H. 7 - Produktion av tungt vatten, av Kåre Hannerz

scanned image

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Below is the raw OCR text from the above scanned image. Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan. Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!

This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.

de, skulle väteindustrins kapacitet långt ifrån
räcka till, varför man i första hand har intresse
av självständiga metoder, åtminstone i Sverige
där väteindustrins produktion är
förhållandevis liten.

I många fall då man önskar separera två
isotoper är det mycket svårt att hitta en metod,
som ger nämnvärd separationsfaktor. Man kan
bli tvungen att nöja sig med mycket små
separationsfaktorer och köra ett mycket stort antal
steg efter varandra i kaskaden, som man gör
t.ex. vid framställning av uran 235. På grund
av den stora relativa skillnaden mellan lätta
och tunga väteatomers massor är förhållandena
radikalt annorlunda och gynnsammare i detta
fall.

I själva verket uppstår en påvisbar separation
mellan väteisotoperna vid praktiskt taget alla
fysikalisk-kemiska processer, som man
underkastar en isotopblandning, t.ex. destillation av
vanligt vatten, gasdiffusion, elektrolys, frysning
av vatten etc. Man tycker då att det borde vara
en tämligen enkel sak att framställa tungt
vatten. Detta är också i princip riktigt. Det krävs
ingen särskild avancerad teknik eller
nämnvärt utvecklingsarbete för framställning av
några gram tungt vatten.

Emellertid gör det tunga vätets sällsynthet,
1 del på 7 000, att man för att få fram en viss
mängd tungt vatten måste låta en mycket stor
mängd naturligt vatten genomgå den
separerande processen. Härigenom blir kostnaderna
för framställningen höga (Tekn. T. 1955 s. 81)
och man söker därför metoder, som ger största
möjliga separationsfaktor, för att minska den
mängd material man måste behandla. Samtidigt
kräver man emellertid givetvis att kostnaderna
för själva separeringsprocessen per
enhetsmängd vatten är låga. Produkten av behandlad
mängd och processkostnad per enhet utgör ju
separationskostnaden per enhet tungt vatten.
Kombinationen av dessa krav har gjort att av
de oräkneliga tänkbara separationsmetoderna
endast ett fåtal har verkligt tekniskt intresse
(Tekn. T. 1956 s. 1049).

Av de irreversibla metoderna finns egentligen
bara en som är av intresse för
tungvattenfram-ställning, nämligen vattenelektrolys.

De reversibla metoderna kan man i stort sett
indela i sådana vid vilka isotopen fördelar sig
mellan två olika faser av samma ämne samt
sådana vid vilka utbyte sker mellan olika
väteföreningar. Till den första typen av metoder
hör framför allt destillationsmetoder av olika
slag, särskilt destillation av vatten, destillation
av ammoniak och destillation av väte vid låg
temperatur.

Elektrolys

Av de tekniskt intressanta processerna ger
elektrolys av vatten den största
separationsfaktorn mellan lätt och tungt väte, ända upp till
7 i tekniska elektrolysceller. Emellertid är
energiåtgången för sönderdelning av vattnet
mycket stor, och eftersom elektrolysen är en

irreversibel process, måste man spendera
denna energi under det flertal gånger processen
måste genomföras innan tillräcklig separation
uppnåtts. Energiåtgången är så stor att
elektrolys enbart för tungvattenframställning är utan
intresse som industriell metod.

Däremot kan man kombinera
tungvattenutvinning genom elektrolys med utvinning av
vätgas för ammoniaksyntes eller andra
ändamål, varvid man väsentligen får ett i
förhållande till naturligt vatten starkt anrikat material
som utgångsmaterial för den egentliga
separationskaskaden. Härigenom minskas givetvis den
materialmängd man måste behandla i
motsvarande grad. Industriellt har denna metod
hittills tillämpats endast i Norge och Kanada,
numera i båda fallen med andra hjälpprocesser
kombinerade med elektrolysen. Föranrikning
genom elektrolys kommer även att användas
i en indisk anläggning som beskrevs i
Genève-konferensen3,9.

Medan elektrolysen sålunda numera har
relativt begränsat intresse för storindustriell
produktion vid låga anrikningsgrader är det en
mycket användbar metod att anrika vatten från
några procent upp till rent tungt vatten och
denna metod används t.ex. i USA.

Destillationsmetoder

Destillation av vatten

Destillation av vatten var den första metod,
varmed man framställde tungt vatten i stor
skala i USA. På grund av den låga
separationsfaktorn får man omsätta en mycket stor mängd
vatten per produktionsenhet, vilket leder till
stor ångförbrukning och höga
bränslekostnader. Metoden anses därför numera ej vara
ekonomisk.

Enligt ett amerikanskt förslag2 kan emellertid
bränslekostnaderna minskas genom
användning av värmepump. Effektförbrukningen för
denna skulle röra sig om ca 9 kWh/g D20,
vilket är rimligt. Emellertid blir sannolikt
kostnaden för de mycket stora kolonnvolymerna
alltför hög så att metoden är av ganska
akademiskt intresse.

Vattendestillation är däremot en mycket
attraktiv metod för höganrikning av tungt vatten,
då den är enkel, kan användas vid
atmosfärstryck och i apparater utan rörliga delar,
varför risken för felfunktion och förluster av det
dyrbara processmaterialet undviks. Denna
hög-anrikningsmetod används i stor skala i USA
och i mindre skala på åtskilliga andra håll2,8.

Destillation av ammoniak
Vid ammoniakdestillation använder man
ång-kompression och förhöjt tryck för att minska
kostnaden för kylning av kolonntoppen. Denna
metod har varit på tal för den indiska
anläggningen3 men har där trängts ut av andra
metoder. Den skall också användas som
mellan-anrikningsmetod i en av den brittiska firman
Constain-John Brown nyligen lanserad metod
för tungvattenproduktion.

TEKNISK TIDSKRIFT 1959 <51

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Project Runeberg, Tue Dec 12 02:43:35 2023 (aronsson) (download) << Previous Next >>
https://runeberg.org/tektid/1959/0177.html

Valid HTML 4.0! All our files are DRM-free