- Project Runeberg -  Teknisk Tidskrift / Årgång 89. 1959 /
1295

(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. 46 - Utvinning av tungt vatten — en svensk kemisk storindustri? av Bengt J Eriksson

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.

Fig. 3. Den
andra försöksanläggningen i
Närkes
Kvarntorp.

ningsprocessen i ett antal seriekopplade
enheter, var och en bestående av en kall och en
varm anrikningskolonn, fig. 2.

Naturligt eller föranrikat vatten tillföres den
kalla kolonnens topp och lämnar
anrikningsenheten vid bottnen av den varma kolonnen,
medan svavelvätegas kontinuerligt cirkulerar
inom anrikningsenheten i motström mot
vattnet.

Om vätske- och gasströmmarna avvägs på
rätt sätt kan litet anrikat vatten tas ut från
den kalla kolonnens botten och detta anrikade
vatten kan sedan användas som tillflöde till
den kalla kolonnen i ett efterföljande
anrikningssteg, varigenom successivt en godtycklig
anrikning kan uppnås.

Förloppet inom ett sådant anrikningssteg
kan något förenklat betraktas som resultatet
av att den kalla kolonnen arbetar som ett
ab-sorptionstorn i vilket vattnet absorberar tungt
väte ur gasen medan den varma kolonnen kan
betraktas som en avdrivare i vilken gasen
driver ut tungt väte ur vattnet. Slutresultatet blir
att tungt väte, som transporteras med vattnet
från den kalla kolonnen till den varma, delvis
återförs till den kalla kolonnens vatten av
svavelvätegasen.

Tungvattenkoncentrationen vid den kalla
kolonnens botten kommer på detta sätt att
successivt bli allt högre i förhållande till
tungvattenkoncentrationen vid dess topp, medan den
omvända koncentrationsgradienten utbildas i den
varma kolonnen.

För att systemet skall fungera måste
absorp-tionsfaktorn vara större än ett i den kalla
kolonnen och mindre än ett i den varma, dvs. i den
kalla kolonnen måste vattnets
deuteriumtrans-port vara större än gasens, medan i den var-

ma gasens transportkapacitet måste överväga.
Detta kan man uppnå tack vare att
jämviktskonstanten a. är temperaturberoende på ett
sådant sätt att gasen vid högre temperatur har
en något större benägenhet att ta upp tungt
väte än vid lägre.

Det optimala viktförhållandet mellan
svavel-väte- och vattenflödena är nästan exakt 4,
vilket innebär att mycket stora gaskvantiteter
måste cirkulera inom processystemet. I
praktiken kommer en anläggning av detta slag
därför att domineras av de stora kolonnerna.

Processens maximala utbyte bestäms i stor
utsträckning av temperaturdifferensen mellan
de två kolonnerna, men huvudparten av
tillflödets deuterium kommer under alla
omständigheter att återfinnas i avloppsvattnet. En
materialbalans för ett anrikningssteg ger vid
handen att utbytet aldrig kan överstiga
1 — ocy/txK där <xy och <xK är jämviktskonstanten
vid den höga resp. låga kolonntemperaturen.

Med de värden på oc som här givits för olika
temperaturer kan ett maximalt utbyte av
omkring 20 % beräknas, men i praktiken måste
jämviktskonstanterna korrigeras för gasens
innehåll av vattenånga och vattnets innehåll av
löst svavelväte, varför siffran reduceras till
omkring 15 %.

Naturligt sötvatten innehåller omkring 0,015
% tungt vatten med mycket små lokala
variationer, varför 40—50 t processvatten måste
passera en anläggning av detta slag pr kg
producerat tungt vatten.

Den kalla kolonnen får lämpligen arbeta vid
ca 30° C och den varma vid 100—140°C. För
minskning av vattenånginnehållet i den varma
gasen och därmed även av processens
värmebehov har ett arbetstryck av 15—20 at ö
befunnits lämpligt.

Även om det är möjligt att genomföra en
mycket hög anrikning i ett enda steg är i
praktiken flera seriekopplade steg att föredra,
varvid dock det första, på grund av de stora
vatten- och gasmängder som där måste cirkulera,
kommer att bli tekniskt och ekonomiskt
dominerande. Endast några få procent av totala
produktionskostnaden kommer att falla på
slutanrikningen från exempelvis 30 till 99,7 %
D-O.

Tekniska problem

Utvinning av tungt vatten sätts gärna med all
rätt i samband med atomreaktorer, men det
måste därför också betonas att till skillnad
från flertalet kemiska processer inom
atomenergiområdet inga som helst radioaktiva
substanser förekommer i detta sammanhang.

Detta till trots måste säkerhetsfrågor spela en
mycket dominerande roll, eftersom svavelvätet
är en extremt giftig och dessutom eldfarlig och
korrosiv gas som här används under avsevärt
tryck. Såväl en anläggnings allmänna
uppbyggnad som dess detaljkonstruktioner kommer
att i hög grad påverkas av hänsyn till
driftpersonalens säkerhet både under normal drift och

TEKNISK TIDSKRIFT 1959 1295

<< 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/1959/1319.html

Valid HTML 4.0! All our files are DRM-free