Publication: Magyar Közlöny
Issue: MK-1999-95 (Year: 1999, Number: 95)
Era: 1990-2004
Section: 
Paragraph Index: 273

6. Létesítmények nehézvíz, deutérium és deutériumvegyületek gyártására, valamint az ezekhez speciálisan tervezett vagy gyártott berendezések Bevezető megjegyzés Nehézvíz többféle módon állítható elő. Ezek közül az a kettő, amely gazdaságosnak bizonyult, a víz-hidrogén szulfid cserélő eljárás (GS eljárás) és az ammónia-hidrogén cserélő eljárás. A GS eljárás a hidrogén és deutérium kicserélődésén alapszik, a víz és a hidrogén szulfid között, tornyok sorozatán keresztül, amelyeknek üzem közben a felső része hideg, az alsó része forró. A víz lefelé folyik a tornyokban, miközben a hidrogén szulfid gáz a tornyok aljától a tetejükig áramlik. Perforált tálcák sorozata segíti elő a gáz és a víz keveredését. A deutérium alacsony hőmérsékleten átvándorol a vízbe, magas hőmérsékleten pedig a hidrogén szulfidba. A deutériumban dúsított gázt és vizet a hideg és a forró részek találkozásánál kivonják az első fokozatból, és tovább ismétlik a folyamatot a további tornyokban. Az utolsó fokozat végtermékét, a deutériumban max. 30%- ban dúsított vizet, lepárló egységbe vezetik, ahol reaktor minőségű nehézvizet, azaz 99,75%-os deutérium oxidot készítenek belőle. Az ammónia-hidrogén cserélő eljárás során a deutérium katalizátor jelenlétében folyékony ammóniával való érintkezés útján vonható ki a szintézisgázból. A szintézisgázt bevezetik a cserélőtornyokba és egy ammóniakonver- 1999/95. szám terbe. A tornyok belsejében a gáz alulról felfelé áramlik, a folyékony ammónia pedig felülről lefelé. A szintézisgázban leválasztják a deutériumot a hidrogénről, és az ammóniában halmozzák fel. Ezután az ammóniát a torony alján egy ammónia bontókba vezetik, a gázt pedig a torony tetején egy ammónia konverterbe vezetik. A további dúsítás az ezt követő fokozatokban játszódik le, és a reaktor minőségű nehézvíz a végső lepárlásból nyerhető. A szintézisgáz betáplálását biztosíthatja egy ammónia üzem, amelyet pedig egy ammónia-hidrogén cserélő nehézvíz üzemmel együtt építhetnek. Az ammónia-hidrogén cserélő eljárás esetén a deutérium kiindulási forrásaként közönséges víz is használható. A GS vagy az ammónia-hidrogén cserélő eljárás alapján működő nehézvízgyártó létesítmények számos kulcsberendezése megegyezik a vegyipar és a kőolajipar néhány berendezésével. Ez különösen a kis, a GS eljárás alapján működő üzemek esetében igaz. Ezeknek kevés alkatrésze kapható azonban raktárról. A GS és az ammónia-hidrogén eljárás nagymennyiségű gyúlékony, korrozív és mérgező folyadék mozgatását igényli, magas nyomáson. Ebből következik, hogy az ezekkel az eljárásokkal működő üzemek és berendezések terveinek és üzemi előírásainak kialakításakor az anyagok kiválasztására és előírt jellemzőire nagy figyelmet kell fordítani a hosszú élettartam, nagy biztonság és üzembiztonság elérése érdekében. A méret kiválasztása elsősorban a gazdaságosság és az igények függvénye. Ezért az itt felhasznált berendezések nagy részét a vevő igényei alapján készítik el. Végül, meg kell jegyezni, hogy mind a GS, mind pedig az ammónia-hidrogén cserélő eljárás esetén, olyan berendezések, amelyeket egyedileg nem speciálisan a nehézvízgyártásra terveztek vagy gyártottak, összeszerelhetők speciálisan a nehézvíz gyártására tervezett vagy gyártott rendszerekké. Példa ilyen berendezésekre az ammónia-hidrogén cserélő eljárásban használt katalizátor gyártó rendszer és mindkét eljárásban a nehézvíz reaktor minőségűvé történő végső koncentrálásához használt vízlepárló rendszerek. A speciálisan a víz-hidrogén szulfid cserélő vagy az ammónia-hidrogén cserélő eljáráson alapuló nehézvízgyártáshoz tervezett vagy gyártott berendezések a következők: 6.1. Víz-hidrogénszulfid cserélőtornyok A hidrogén szulfid-víz cserélő eljárást alkalmazó nehézvízgyártáshoz speciálisan tervezett vagy gyártott cserélő tornyok, melyek finom szénacélból (pl. ASTM A516) készültek, átmérőjük 6 m és 9 m között van, képesek 2 MPa vagy annál nagyobb nyomáson üzemelni, és a korróziós ráhagyásuk 6 mm vagy nagyobb. 6.2. Kompresszorok és fúvók Egyfokozatú, alacsony szállítómagasságú (0,2 MPa) centrifugális fúvók vagy kompresszorok a hidrogén szulfid gáz (több, mint 70% H2S-t tartalmazó gáz) keringtetésére, amelyeket a hidrogénszulfid-víz cserélő eljárást alkalmazó nehézvízgyártáshoz speciálisan terveztek vagy gyártottak. Ezeknek a kompresszoroknak és fúvóknak 56 m3/sec vagy nagyobb az áteresztő képességük, 1,8 MPa vagy nagyobb szívóoldali nyomáson üzemelnek és nedves H2S környezetben való üzemeltetésre tervezett tömítésekkel vannak felszerelve. 6.3. Ammónia-hidrogén cserélőtornyok Ammónia-hidrogén cserélőtornyok, amelyek magassága 35 m vagy nagyobb, átmérője 1,5 m és 2,5 m között van és képesek 15 MPa feletti nyomáson üzemelni, és amelyeket az ammónia-hidrogén cserélő eljárást alkalmazó nehézvízgyártáshoz speciálisan terveztek vagy gyártottak. Ezeknek a tornyoknak van legalább egy karimás axiális nyílásuk, amelynek megegyezik az átmérője a hengeres rész átmérőjével, és amelyen keresztül a torony belső szerelvényei kivehetők és behelyezhetők. 6.4. Torony szerelvények és fokozatszivattyúk Tornyok belső szerelvényei és fokozatszivattyúk, amelyeket az ammónia-hidrogén cserélő eljárást alkalmazó nehézvízgyártáshoz speciálisan terveztek vagy gyártottak. A tornyok belső szerelvényei magukba foglalják a speciálisan tervezett fokozat kontaktorokat, amelyek elősegítik a hatékony gáz/folyadék érintkezést. A fokozatszivattyúk magukba foglalják a speciálisan tervezett búvárszivattyúkat, amelyek a folyékony ammónia keringtetését végzik a kontaktor részben a többfokozatú torony belsejében. 6.5. Ammóniabontók Ammóniabontók, amelyek 3 MPa vagy magasabb nyomáson üzemelnek, és amelyeket az ammónia-hidrogén cserélő eljárást alkalmazó nehézvízgyártáshoz speciálisan terveztek vagy gyártottak. 6.6. Infravörös abszorpciós analizátorok Infravörös abszorpciós analizátorok a hidrogén/deutérium arány üzem közbeni elemzésére, ahol a deutérium koncentráció 90% vagy nagyobb. 6.7. Katalitikus égetők Az ammónia-hidrogén cserélő eljárást alkalmazó nehézvízgyártáshoz speciálisan tervezett vagy gyártott katalitikus égetők a dúsított deutérium gáz nehézvízzé történő átalakítására.

Source: https://magyarkozlony.hu/hivatalos-lapok/3dd8b305705172f04bfb37d7c07f1bff8b7f8dcf/dokumentumok/f617cdd35095a694f154de5be6e4d24ec2990ad1/letoltes