Химической продукции

Существование и основные свойства германия предсказал Д. И. Менделеев & 1870 г. назвав его экасилицием. В 1886 г. немецкий химик К. Винклер обнаружил в минеральном сырье новый элемент» который он назвал^ германием. Германий оказался эквивалентен экасилицию. Содержание германия в земной коре невелико, но встречается он в естественных условиях во многих частях света. Выделяют германий из германийсодержащей руды чаще всего в рэ-зультате химической переработки сырья с помощью концентрированной НС1 в виде тетрахлорида германия ОеСЦ. Тетрахлорид германия — летучая жидкость, которую подвергают глубокой очистке, используя методы экстракции и ректификации. После очистки GeQ4 его гидролизуют водой, в результате чего получается диоксид германия GeO2 — порошок белого цвета. После просушки GeO., восстанавливается в токе очищенного водорода при температуре 650 °С до элементарного германия, представляющего собой серый порошок. Восстановленный таким образом германий подвергается травлению в смеси кислот и его сплавляют в слитки. Слитки используют в качестве исходного материала для получения особо чистого германия методом зонной плавки или 'же непосредственного получения монокристаллов методом вытягивания из расплава.

Большая часть волокнистых материалов — органические вещества. К ним принадлежат материалы растительного происхождения (дерево, хлопчатобумажное волокно, бумага и прочие материалы, состоящие в основном из целлюлозы) и животного происхождения (шелк, шерсть), искусственные волокна, получаемые путем химической переработки природного волокнистого (в основном целлюлозного) сырья и, наконец, приобретающие особо важное значение в последнее время синтетические волокна, изготовляемые из синтетических полимеров.

Германий. Содержание германия в земной коре невелико, около 7-10~4 %. В результате химической переработки исходного сырья образуется тетрахлорид германия, который путем дальнейших операций переводят в диоксид германия (Ge02) — порошок белого цвета. Диоксид германия восстанавливается в водородной печи при температуре 650—700 °С до элементарного германия, представляющего собой серый порошок. В некоторых случаях порошок германия получают непосредственно из GeQ4 путем разложения этого соединения при высокой температуре в атмосфере паров цинка. Порошок германия подвергают травлению в смеси кислот и сплавляют в слитки. Слитки германия используют в качестве исходного материала для получения особо чистого германия методом зонной плавки или же для непосредственного получения монокристаллов методом вытягивания из расплава (метод Чохральского).

гии использования — сжигания в исходном или перераоотанном виде, физико-химической переработки. Иными словами, выбросы вредных веществ при сжигании топлива зависят от трех факторов: состава топлива, технологии сжигания и очистки продуктов сгорания. Состав и количество выбрасываемых вредных веществ следует считать показателями вредности топлива, но эта вредность может проявляться лишь в виде ущерба окружающей среде, воспринимающей продукты сгорания,— природе, населению, народному хозяйству. Таким образом, вредность топлива будет определяться не только параметрами выбрасываемых продуктов сгорания, но и особенностями района распространения этих продуктов — условиями циркуляции атмосферы, характером территории и расположенных на ней объектов (реципиентов). Поэтому очевидна правомерность более комплексного подхода к оценке вредности топлива — через расчет экономического ущерба народному хозяйству от выброса продуктов сгорания.

В качестве связующего вещества используют искусственные и природные смолы, синтетические и естественные высокомолекулярные соединения или продукты их химической переработки. По виду связующего вещества все пластмассы подразделяются на термопластичные (термообратимые) и тврмореактивные (термонеобратимые).

Исходные материалы. MgO представляет собой белый легкий порошок, насыпная плотность которого 0,4 г/см3. Для изготовления изделий из MgO применяют оксид, полученный путем химической переработки магнийсодер-жащих минералов, главным образом магнезита. Один из источников получения чистого оксида магния — морская чода. Оксид магния высокой степени чистоты получают сжиганием металлического магния в кислороде.

При изложении экономических вопросов встретились трудности в представлении стоимостных данных. Это касается роста удельных капиталовложений, цен на природный уран, на услуги по его обогащению, прогнозов стоимости химической переработки отработавшего топлива и захоронения радиоактивных отходов и др.

Воспроизводство ядерного топлива имеет место практически в любом реакторе, спроектированном для производства энергии, в котором наряду с делящимися содержатся сырьевые, воспроизводящие материалы (238U и 232Th). Если не рассматривать гипотетический случай использования сверхобогащенного (~90%) уранового топлива для некоторых специальных реакторов (например, высокопоточных исследовательских, материаловедческих реакторов), то во всех ядерных реакторах, применяемых в энергетике, наряду с выработкой энергии будет иметь место частичное, а при создании определенных условий полное и даже расширенное воспроизводство ядерного топлива (изотопов плутония), обладающего столь же высокой калорийностью, как и 235U. Плутоний может быть выделен из отработавшего топлива на заводах химической переработки в чистом виде и использован для изготовления смешанного уран-плутониевого топлива.

5.5. Цена химической переработки отработавшего ядерного топлива на французских заводах в постоянном стоимостном выражении (без учета инфляции)

ЯТЦ характеризуется полной длительностью цикла и отдельных его стадий. Полная длительность ЯТЦ Т'ятц—это время, необходимое Щля полного цикла обращения ядерного топлива в замкнутом ЯТЦ, т. е. от момента получения и передачи химического концентрата природного урана (или его регенерата) иа заводы по фторированию и обогащению урана и до завершения радиохимической переработки отработавшего топлива и передачи регенерированных продуктов в рецикл:

Здесь Гфт — время фторирования; Тобот — обогащения на разделительном заводе; ГКонв — конверсии гексафторида в UO2 и другие соединения; Гизг — изготовления твэлов и ТВС; ГСкл — комплектования свежих (необлученных) ТВС на складе АЭС; Га.3 — пребывания ТВС в активной зоне реактора; Гвыд — пребывания отработавшего топлива в бассейне выдержки на АЭС; Тгр,хр— транспортирования и временного хранения отработавших ТВС до химической переработки; 7"рхз—радиохимической переработки отработавшего топлива и РАО; Гфт.рег — передачи регенерированного урана и плутония в рецикл (или на склад).

На некоторые из этих вопросов легко дать ответ, на другие сложнее, а на отдельные вопросы ответить невозможно. В течение этих лет ПРОИЗОШЛИ существенные сдвиги в CTPVK-туре потребления энергоносителей ( 1.2). Распространение двигателей внутреннего сгорания, работающих на нефтепродуктах, дало толчок росту потребностей в этих продуктах. Крупные океанские танкеры сделали дешевой зарубежную nedrrb (ло недавнего времр"иП. Создание в 30-х годах общенациональной сети газопроводов позволило ШИРОКО использовать ПРИРОДНЫЙ газ для отопления жилых ломов и производства электроэнергии. Возрастание трудностей в добьтчр высокосортного УГЛЯ и стоимости его ТРАНСПОРТИРОВКИ к местам '""пользования способствовало сокращению общего спроса на него. Все R больших коли-"ргтвах использовались нефтепродукты для производства химической продукции, в том

угледобывающая компания страны «Стаатсмейнен» в 60-х годах закрыла все шахты и переключила свою деятельность на производство химической продукции. Нидерланды предпочли импортировать некоторое количество угля, чем добывать его у себя. Потребление угля в стране резко сократилось. С 1970Лг. Нидерланды импортируют уголь и кокс (в 1976 г. около 5 млн. т).

При определении электропотребления химической промышленностью на 1985 г. в расчетах принимались нормы расхода электроэнергии с учетом структуры производства, роста прогрессивных видов химической продукции, изменения технологии и видов сырья и проведения мероприятий по экономии электроэнергии.

К энергоемким отраслям относится химическая промышленность, занимающая второе место по потреблению тепловой энергии среди других отраслей промышленности. По большинству видов химической продукции в одиннадцатой и двенадцатой пятилетках предусматривается снижение норм расхода тепловой энергии, что будет достигнуто в основном за счет дальнейшего расширения применения энерготехнологических агрегатов большой единичной мощности в производствах аммиака, метанола, карбамида, серной кислоты, слабой азотной кислоты, серы — газовой и природной и др. В частности, в одиннадцатой пятилетке прирост производства аммиака обеспечивается за счет ввода прогрессивных энерготехнологических схем единичной мощностью 600 и 1500 т в сутки, а метанола — за счет ввода новых бесконверсионных схем с агрегатами мощностью 100 тыс. т и более продукта в год, ускорения освоения действующих энерготехнологических установок и перевода производства на природный газ и синтез-газ, что позволит существенно снизить удельные расходы тепловой энергии в этих производствах.

Химическая промышленность включает ряд специализированных подотраслей производства различных видов химической продукции, наиболее энергоемкими из которых являются: азотная, хлорная, содовая отрасли; основная химическая промышленность; про-

Назначение ЯЭУ малой мощности может быть многоцелевым: производство электроэнергии, бытовой и промышленной теплоты, опреснение воды, нефтехимия и производство химической продукции, привод компрессоров газоперекачивающих станций и т.п. [38].

Атомная базовая технологическая установка АБТУ-Ц-50. Наиболее проработанным отечественным проектом установки с газоохлаждаемым реактором и шаровыми твэлами являлся технический проект атомной базовой технологической установки АБТУ-Ц-50 электрической мощностью 50 МВт с радиационными контурами, образованными циркулирующими в них шаровыми твэлами. Высокотемпературный реактор ВГР-50 тепловой мощностью около 140 МВт имел стальной силовой корпус с размерами, аналогичными размерам серийного корпуса ВВЭР-1000. Мощность у-излучения, генерируемая установкой, составляла около 500 кВт, или 0,4 % тепловой мощности реактора, что соответствовало у-излучению 25-10 г-экв Ra и позволяло организовать промышленное производство радиационно-химической продукции (радиацион-но-модифицированного полиэтилена, полимер-бетона, полимер-древесины) и выполнять стерилизацию медикаментов и белковых продуктов.

Назначение ЯЭУ малой мощности может быть многоцелевым: производство электроэнергии, бытовой и промышленной теплоты, опреснение воды, нефтехимия и производство химической продукции, привод компрессоров газоперекачивающих станций и т.п. [38].

Атомная базовая технологическая установка АБТУ-Ц-50. Наиболее проработанным отечественным проектом установки с газоохлаждаемым реактором и шаровыми твэлами являлся технический проект атомной базовой технологической установки АБТУ-Ц-50 электрической мощностью 50 МВт с радиационными контурами, образованными циркулирующими в них шаровыми твэлами. Высокотемпературный реактор ВГР-50 тепловой мощностью около 140 МВт имел стальной силовой корпус с размерами, аналогичными размерам серийного корпуса ВВЭР-1000. Мощность у-излучения, генерируемая установкой, составляла около 500 кВт, или 0,4 % тепловой мощности реактора, что соответствовало у-излучению 25-10 г-экв Ra и позволяло организовать промышленное производство радиационно-химической продукции (радиацион-но-модифицированного полиэтилена, полимер-бетона, полимер-древесины) и выполнять стерилизацию медикаментов и белковых продуктов.

Схема парогазового энерготехнологического блока с низконапорным парогенератором и паротурбинной установкой К-800-240 и двумя газотурбинными установками ГТ-60-750 представлена на 1-19. Здесь в соответствии с требуемым расходом воздуха для сжигания продуктов пиролиза в парогенераторе необходимо устанавливать две газотурбинные установки. Производительность парогенератора составляет 694 кг/с при расходе мазута в блоке пиролиза 73,6 кг/# выход химической продукции равен 9,24 кг/с. Электрическая мощность энерготехнологического блока, т. е. паровой и газовых турбин, оказывается равной 911,5МВт. Пар на технологические потребности расходуется из нерегулируемых отборов на ЯДД-6, ЯЯД-4 и ЯЯД-3, Питательная вода после ЯЯД-2 направляется на подогрев в экономайзер низкого давления ЭК.-\. В остальном схема аналогична вышеописанной (см. 1-18). I

Расход мазута в блоке пиролиза, кг/ с Выход химической продукции, кг/с . Эксергетический к. п. д. ПГ ЭТБ, % Эксергетический к. п. д. раздельного производства электроэнергии в ПГУ, химпродукции на специализированном заводе % ..............