close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

очистку

код для вставкиСкачать
Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом»
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ–
ФИЗИКО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
имени А.И. Лейпунского
Результаты работ по комплексному проекту:
РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ТОНКОЙ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ
И ГАЗОВ ОТ ВРЕДНЫХ ПРИМЕСЕЙ И ПОДГОТОВКА К ЕГО ПРОИЗВОДСТВУ
Госконтракт № 02.526.11.6001 от 16.05.07 (лот №1)
Шифр темы 2007-6-2.6-08-01-005
Головной исполнитель: ФГУП «ГНЦ РФ-ФЭИ»
Соисполнители: ООО «ОЦНТ», МЭИ, РНЦ КИ, ИАТЭ, ИФХЭ РАН, ЗАО «Фильтр».
Докладчик:
Начальник лаборатории
фильтрации жидкостей и газов
Ягодкин Иван Васильевич
13.11.2008 г., г. Москва
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КОМПЛЕКСНОГО ПРОЕКТА
Подготовка производства:
НИР
• бессепараторных аэрозольных фильтров;
• фильтров-адсорберов с выемным
сорбционным модулем;
• высокотемпературных сорбентов;
• фильтроэлементов для очистки жидких и
газовых сред;
• систем очистки широкого класса
технических жидкостей.
• выполнение комплекса НИР по обоснованию
методов очистки основанных на:
- электрофизическом и фотокаталитическом
воздействии на примеси очищаемой среды,
- тангенциальном разделении дисперсной среды
• разработка систем удаления водорода для
высокотемпературных паротурбинных установок и
технологических помещений
ЦЕЛИ
ОКР
• создание мембранных фильтроэлементов,
работоспособных в агрессивных
средах, при
повышенных температурах (до 600°С и выше);
• разработка систем комплексной очистки газовых
сред для ТЭС и АЭС.
Индикаторы проекта:
• участие в выполнении работ ведущих
научных центров страны РНЦ
«Курчатовский институт», ИФХЭ РАН;
высших учебных заведений МЭИ,
ИАТЭ; профильных промышленных
предприятий ЗАО «Фильтр», ЗАО
«Сорбент», ФГУП «Красная звезда», завод
«Точмаш» и др.;
• участие молодежных коллективов
(студенты, аспиранты, молодые ученые
и специалисты);
• введение пособий в учебные программы
по результатам выполненных работ
Госконтракта;
• патенты, публикации, диссертации и др.
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА ФИЛЬТРАЦИОННОГО
ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ И ГАЗОВ
1. Аэрозольный
фильтр
Преимущества :
- снижение себестоимости на
30%:
-высокая химическая стойкость:
-повышенный ресурс (более 2
лет);
-низкое аэродинамические
сопротивление (до 400 Па)
ЗАО «Фильтр»
2. Фильтр-сорбер
Преимущества:
-работоспособность в условиях повышенной
влажности (до 95%);
-обеспечена
ремонтопригодность за счет
выемной секции
ГНЦ ФР-ФЭИ
3. Сорбент
Преимущества:
• высокая термостойкость до
3000С;
• трудногорючесть;
• возможность работы в
условиях повышенной
влажности (до 95% для
гидрофобизированного угля);
ГНЦ ФР-ФЭИ
4. Фильтроэлемент
Преимущества:
•высокая тонкость
фильтрации (до 0,1 мкм)
•механическая прочность
в широком интервале
температур и давлений;
•высокая
износостойкость
мембран;
ГНЦ ФР-ФЭИ
Производство аэрозольных фильтров
гибочный пресс
для изготовления корпусов фильтров
Линия сборки аэрозольных фильтров
Испытательный стенд для контроля
основных параметров аэрозольных фильтров
АЭРОЗОЛЬНЫЕ ФИЛЬТРЫ ФАС-В-3500
Промышленная партия
Технические характеристики
Наименование
1 Номинальная производительность
фильтра по воздуху, м3/ч
2 Эффективность очистки по наиболее
проникающим частицам
(0,3 мкм), %
3 Сопротивление потоку воздуха при
номинальной производительности, не
более, Па
4
Устойчивость
к
максимально
допустимым внешним воздействующим
факторам
(климатическим
и
механическим)
с
сохранением
эффективности очистки,%
5 Ресурс, год, не менее
6 Габариты, мм
7 Масса фильтра кг, не более
Величина
по ТУ
Результаты
квалиф.
испытаний
3 500±50
3500
не менее
99,95
99,96
450
410
не менее
99,95
99,96
2
-
636×610×572
636×610×572
20
19,5
Заключен договор на поставку 200 фильтров на Игналинскую АЭ
СТЕНД ГНЦ РФ-ФЭИ «СИАФ-1» ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ
АЭРОЗОЛЬНЫХ ФИЛЬТРОВ И ФИЛЬТРОМАТЕРИАЛОВ
ЭТАПЫ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА
В ГНЦ РФ-ФЭИ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Выбор площадки для подготовки производства.
Проектно-сметная документация
производственного участка на каждый вид
продукции.
Техпроцесс.
Реконструкция и ремонт помещений
производственных участков.
Закупка оборудования.
Монтаж, пуско-наладка.
Изготовление установочной партии.
Квалификационные испытания.
Сертификация продукции.
Заводское оборудование по производству
фильтров-адсорберов АУИ-1500-ВМ
Вибрационный станок
Сварочный пост
Карусельный станок
Гибочный станок
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС СБОРКИ ФИЛЬТРА-АДСОРБЕРА АУИ-1500 ВМ
Выемной модуль фильтра-адсорбера
Установка выемного модуля с сорбентом в
корпус фильтра
Фильтр-адсорбер в сборе
ХАРАКТЕРИСТИКА ФИЛЬТРА-АДСОРБЕРА АУИ-1500-ВМ
Фильтр-адсорбер
АУИ-1500-ВМ
№
п/п
Наименование параметра
Величина
1.
Номинальная производительность фильтра-адсорбера по
воздуху, м3 /ч
1500
2.
Аэродинамическое сопротивление потоку воздуха, Па, не
более
2700
Эффективность, %
- по молекулярному йоду
99,9
- по органическим соединениям йода (проверяется по
йодистому метилу)
99,0
4.
Температура рабочая очищаемого воздуха, ОС, не более
+ 90
5.
Относительная влажность очищаемого воздуха, %, не более
90
6.
Ресурс фильтра-адсорбера, лет, не менее
2
7.
Сорбент - активированный уголь
-
8.
Высота слоя сорбента, мм
360
9.
Масса сорбента, кг, не менее
155
10.
Масса фильтра-адсорбера, кг, не более
430
3.
Для очистки воздуха от
радиоактивного йода
СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОРБЕНТА
Участок просеивания силикагеля и
фракционирования сорбента
3600
Участок
подготовки
растворов
Последовательность
выполнения
операций
Просеивание и
засыпка силикагеля
в бак, емкостью 26л.
Участок сушки сорбента
Подготовка
растворов
Пропитка и
перемешивание
Изготовление
Складирование
готового
сорбента
Участок
перемешивания
Участок
упаковки
сорбента
Вход
Фракционирование
сорбентов
Контроль
Упаковка
Складирование
исходных
материалов
Складирование
Складирование хим. реактивов
Разработаны технологические режимы серийного производства сорбента
при односменной работе - 20 т. в год. Разработана КД на установку
ПОМЕЩЕНИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ
ПРОИЗВОДСТВА СОРБЕНТА
Помещение изготовления сорбента
Сушка сорбента
Виброоборудование сортировки сорбента
Шкаф для подготовки модификации
сорбента импрегнантами
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ СОРБЕНТЫ
ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ РАДИОАКТИВНОГО ЙОДА
Силикагель
(импрегнант Ag, Ni+Ag)
Свойства:
• высокая термостойкость - до 3000С (не имеет аналогов);
• трудногорючесть;
• возможность работы в условиях повышенной влажности - до 95%;
• эффективность очистки по йоду:
молекулярная форма - 99,9%
метилиодид - 99,0 %
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ЦИКЛ ПРОИЗВОДСТВА ФИЛЬТРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ С
НАНОСТРУКТУРНЫМИ МЕМБРАНАМИ
Исходное сырье
Склад сырья
Приварка
адаптеров
Цикл нанесения
мембран на пористые
подложки
Заполнение форм
Торцевание
подложек в
размер
Охлаждение и
упаковка
фильтроэлементов
Спекание
пористых
подложек
Выталкивание
подложек из форм
Складирование
Потребителю
ОСВОЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВА МЕМБРАННЫХ ФИЛЬТРОЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИЯ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТЫХ ПОДЛОЖЕК
Выталкивание
пористой
подложки
Загрузка формы
Р
Исходный
порошок
полиэтилена
Спекание
Т, t
Т, t
Т, t
Р
Для изготовления пористой подложки
используется порошок
сверхвысокомолекулярного
полиэтилена.
ПРОИЗВОДСТВО ПОРИСТОЙ ПОДЛОЖКИ ДЛЯ ФИЛЬТРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ С
НАНОСТРУКТУРНЫМИ МЕМБРАНАМИ
Загрузка порошка сверхвысокомолекулярного
полиэтилена в формы для спекания
Пористые
подложки готовые
к нанесению
наноструктурных
мембран
Спекание пористых подложек в сушильных
шкафах, типа Binder
Выталкивание пористой подложки из формы
Присоединение
адаптеров к пористой
подложке
НАНЕСЕНИЕ НАНОСТРУКТУРНЫХ МЕМБРАН НА ПОРИСТУЮ ПОДЛОЖКУ
Установка «Булат-6», вакуумного
нанесения наноструктурных мембран
Установка «Булат-6»
с загруженными подложками из
спеченного полиэтилена
Изготовлена установочная партия (200 шт.)
фильтрующих элементов МФЭ – 0.1
наноструктурная мембрана – (TiN,AlN)
пористая подложка – спеченный
сверхвысокомолекулярный полиэтилен низкого
давления
Заключены первые договора на поставку
фильтрующих элементов МФЭ – 0.1
АНАЛИЗ РЫНКА ФИЛЬТРАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВЕНТСИСТЕМ
ДЕЙСТВУЮЩИХ АЭС И РАДИОХИМИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ.
ФАС-3500 (в год)
блоков
Шт. на 1
блок
Цена, тыс. руб, (без
НДС)
Цена
,$
Сумма, тыс.
руб.
Сумма, тыс. $
Россия (АЭС)
30
100
19,5
722
58 500
2 166
Украина (АЭС)
15
100
19,5
722
29 250
1 083
Восточная
Европа (АЭС)
800
19,5
722
15 600
577,6
Радиохимия
500
19,5
722
9 750
361
113 100
4 187,6
ИТОГО
АУИ-1500ВМ (одноразования замена на всех блоках АЭС
блоков
Шт.
Цена, тыс. руб,
(без НДС)
Цена, $
Сумма, тыс.
руб.
Сумма, тыс. $
Россия (АЭС)
30
100
300
11,111
900 000
33 333
Украина (АЭС)
15
100
300
11,111
450 000
16 666,5
ИТОГО
1 350 000
49 999,5
Замена угольного сорбента физхимином в выемном модуле АУИ-1500 ВМ (1 раз в 5 лет,
1/3 от общей загрузки угольного сорбента)
блоков
Число
заменяемых
выемных
блоков в
АУИ в год, ш.
Цена выемного
блока , тыс. руб,
(без НДС)
Цена
,$
Сумма, тыс.
руб.
Сумма, тыс. $
Россия (АЭС)
30
120
130
4815
15 600
577,777
Украина (АЭС)
15
60
130
4815
7 800
288,888
2 600
96,296
26 000
962,961
Радиохимия
2000 кг/год
ИТОГО
ОЦЕНКА РЫНКА СИСТЕМ ОЧИСТКИ ВОДЫ НА ОСНОВЕ
ФИЛЬТРОЭЛЕМЕНТОВ
Система очистки
Цена
Количество
Сумма
1. Фильтроэлемент
1 000 руб./шт.
100 000 шт. в год
100 млн. руб./год
2. Фильтры бытовые
5 000 руб./шт.
100 000 шт. в год
500 млн. руб./год
3. Система безреагентной
очистки для детских садов
100 т.руб./шт.
13 000 шт.
1.3 трлн. руб.
4. Система безреагентной
очистки для школ и вузов
100 т.руб./шт.
14 000 шт.
1.4 трлн. руб.
600 млн. руб./год
ИТОГО
2.7 трлн. руб.
Опытные образцы
Государственные
приемочные испытания
Опытный образец №1
МЕМБРАННЫЙ САМООЧИЩАЮЩИЙСЯ ФИЛЬТР МСФ – 0.1
Внешний вид
фильтра
Результаты приемочных испытаний
Наименование
Производительность
Допустимый перепад давления
Максимальная рабочая температура
Масса без заполнения водой
Фильтрующий элемент:
– тонкость очистки;
– эффективность очистки от взвесей;
– объемная пористость мембраны;
– материал мембраны
Требования
ТЗ
Результат
приемочных
испытаний
~ 100 л/ч
110 л/ч
0,2 – 0,7 МПа
0,2 – 0,7 МПа
≤ 80º С
80º С
3,5 кг
3,4 кг
МФЭ – 0.1
0,1 – 0,25 мкм
не менее 99,95 %
10 – 13 об.%
AlN, TiN
МФЭ – 0.1
0,2 мкм
99,97 %
12 об.%
AlN, TiN
Корпус фильтра выполнен из нержавеющей стали 1Х18Н10Т
Ресурс корпусных изделий фильтра – не менее 10 лет
Конструкция фильтра позволяет проводить многократную
регенерацию (очистку) фильтрующего элемента от загрязнений
обратным гидроимпульсным ударом
Опытный образец №2
МОДУЛЬ ИОННО-ФИЛЬТРОВАЛЬНОЙ
ОЧИСТКИ
Результаты приемочных испытаний
№
п/п
1
2
3
4
Наименование характеристики
Номинальный расход фильтруемой среды (
приведенный к нормальным условиям Т=20°С,
P=0,1 МПа), м3/ч
Эффективность очистки от частиц диаметром
1.0 мкм при номинальном расходе фильтруемой
среды, %, не менее
Перепад давления при номинальном расходе
фильтруемой среды, Па, не более
Максимальное напряжение подаваемое на
секцию коронирующих электродов, кВ
Требования
по ТЗ
Результаты
испытаний
1500
1520
90,0
91,6
100
52
до 20,0
16
5
Сопротивление изоляции цепей электропитания
относительно корпуса, не менее, МОм
20
106
6
Потребляемая мощность при напряжении
питании 220 В/ 50 Гц, кВт, не более, кВт
Массогабаритные характеристики:
-габаритные размеры, мм, не более
-масса, кг, не более
1
0,03
602х636х340
15
602х636х340
12
7
Опытный образец №3
МОДУЛЬ СОРБЦИОННО-УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ
ОЧИСТКИ
Результаты приемочных испытаний
№
п/п
1
2
3
4
5
Наименование характеристики
Номинальный расход фильтруемой среды
(приведенный к нормальным условиям Т=20°С, P=0,1 МПа), м3/ч
Степень очистки при номинальном расходе фильтруемой среды, %,
не менее *:
-по молекулярному йоду
-по органическим соединениям йода (йодистому метилу)
Перепад давления при номинальном расходе фильтруемой среды,
Па, не более
Требования по ТЗ
Результаты
испытаний
1500
1520
99,95
99,5
99,9
250
110
Потребляемая мощность при напряжении питании 220 В/ 50 Гц, кВт,
не более
1,0
0,6
Массогабаритные характеристики **:
-габаритные размеры, мм, не более
-масса, кг, не более
765х765х1200
100
765х765х1080
58
Примечания:
- для секции сорбционной очистки и модуля сорбционно-ультрафиолетовой очистки в сборе;
** - массогабаритные характеристики модуля сорбционно-ультрафиолетовой очистки без корпусов.
Опытный образец №4
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ СОРБЕНТЫ
ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ РАДИОАКТИВНОГО ЙОДА
Силикагель
(импрегнант Ag)
Свойства:
• высокая термостойкость - до 3000С
(не имеет аналогов);
• трудногорючесть;
• возможность работы в условиях
повышенной влажности - до 95%;
• эффективность очистки по йоду:
молекулярная форма - 99,9%
Силикагель
(импрегнант Ni+Ag)
метилиодид - 99,0 %
НИР НА ПЕРСПЕКТИВУ И
РАЗВИТИЕ
НОВЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ГАЗО-ВОЗДУШНЫХ СРЕД
2 Каталитический метод
дожигания водорода на основе
ВПЯМ
1 Электрофизический
метод
3 Метод очистки с
тангенциальным
направлением
потока
Неочищенный
поток
(0,85 -0,9)G0
отсто
йник
Эффективность, Е %
Зависимость эффективности очистки от
частиц d=0,2-0,3 мкм от напряжения на электроде
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
очищенный поток
С, %5
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Напряжение, кВ
10
11
12
13
14
15
1
0,5
0
0
20
40
60
80
100
t, мин
Наноструктурные мембраны и гранулированные сорбенты
Подложка
Применение
Фильтрующие
элементы
Наноструктурный материал
Толщина
подложки
1–30 мм
Однослойный
однокомпонентный
Ti
Керамика
Zr
Ni
Sn
Al
Bi
TiN
TiO2
BiO2
SnN
Толщина
мембраны
5-15 мкм
AlN
и др.
Получение питьевой воды
повышенного качества
Высокотемпературная фильтрация
паро-газовой смеси
Сорбенты
Цеолиты,
трепела,
полимеры
и др.
Ti, Zr
NiN, AlN
TiO2, SnO2, AlO2
Глубокая очистка технической воды
Zr, Al
TiO2, BiO2
NiN, AlN, SnN
Очистка агрессивных жидкостей
Al, Ni
BiN, NiN
и др.
Многослойный
Ti + Al
Полимеры
Толщина
подложки
1–30 мм
Очистка воды первого контура на
АЭС
Очистка спецпрачечных и трапных
вод
Однослойный
многокомпонентный
Металлы
и сплавы
Переработка жидких
радиоактивных отходов
TiN, AlN + Ni
Cu, Ti + Zr
Опреснение морской воды
Очистка теплоносителей в бытовых
системах
Утилизация моющих растворов
Очистка гальванических растворов
Cu + TiO2 , AlO2
Ti + Zr + NiN, AlN
TiN + Zr,Al + Cu,Ti
Ti + NiN + TiO2
Очистка масел и топлив
BiN, NiN + TiO2
и др.
Очистка жидких сред при высоких
давлениях
Очистка газов
и др.
Области применения фильтрующих элементов
и систем очистки на их основе
Очистка гальванических
растворов
Очистка технических
масел, топлива
Очистка жидких
металлов
Очистка
конденсатов в
опреснителях
Утилизация
моющих
растворов
Очистка
теплоносителей,
в т.ч. в бытовых
отопительных
системах
Опреснение
морской воды
Системы очистки
Технические
жидкости
Пищевые
жидкости
Очистка газов
Переработка жидких
радиоактивных отходов
Производство
питьевой воды
Другие применения
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ РАБОТ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ
ГОСКОНТРАКТА
1. Развитие производства фильтроэлементов и выход на проектную
мощность 100 000 шт/год.
- (необходимы дополнительные инвестиции).
2. Расширение области применения и номенклатуры изделий с
использованием нового класса фильтрующих материалов и
сорбентов:
- разработка новой технологии и оборудования безреагентной очистки для
получения воды высокого качества;
- разработка технологии и получение термостойких наноструктурных
фильтроэлементов и оборудования на их основе.
3. Развитие работ по созданию систем для очистки газовых сред от
вредных органических и неорганических примесей на основе
использования разработанных ионно-волокнистых и сорбционноультрафиолетовых модулей и освоение их серийного производства.
4. Развитие работ по созданию систем каталитического дожигания
водорода для взрывоопасных производств, систем комплексной
очистки газовых сред с использованием тангенциального метода.
План размещения оборудования производства фильтрующих элементов для
развития производства и выхода на проектную мощность 100 000 шт./ год
Чистка форм
Инженерная
комната
Спекание пористых
подложек
Загрузка форм
порошком
полиэтилена
Выталкивание
пористых подложек
Присоединение
адаптеров
Обрезка подложек
в размер
Подготовка
форм
Контроль качества
фильтрующих
элементов
Нанесение
наноструктурных
мембран
Раздевалка
Достижение заданных значений программных
индикаторов выполнения работ
Индикатор
Кол-во,
(требовани
е ТЗ)
Кол-во,
(достигнут
о)
И2.6.1. Планируемое число передовых технологий, внедряемых
в экономику
5
5
И2.6.3. Число патентов на результаты интеллектуальной
деятельности, планируемое для защиты (в том числе
международной) в рамках выполнения проектов
7
7
И2.6.6. Планируемое число публикаций, содержащих
результаты интеллектуальной деятельности, полученные в
рамках выполнения проектов
25
25
И2.6.5. Число диссертаций на соискание ученых степеней,
защищенных в рамках выполнения комплексного проекта
4
4
И2.6.4. Число молодых специалистов, привлеченных к
проведению исследований комплексных проектов*
60
72
Награды, дипломы и патент
Инновационный
форум Росатома,
Москва, 2007 г.
Перспективные
технологии XXI века,
Роснаука,
Москва, 2008 г.
Патент на
мембранный
фильтрующий
элемент
МФЭ – 0.1
Резюме:
1.
2.
В соответствии с техническим заданием и календарным планом
Госконтракта освоено производство и получены сертификаты на
следующие виды продукции:
- высокоэффективный двухступенчатый бессепараторный фильтр;
- фильтр-сорбер АУИ-1500;
- сорбционный материал «Физхимин»;
- наноструктурный мембранный фильтроэлемент МФЭ.
Завершен НИОКР, изготовлены опытные образцы
Государственные приемочные испытания:
- мембранный фильтроэлемент 0,1 м3/ч;
- ионно-фильтровальный модуль;
- модуль сорбционно-ультрафиолетовой очистки.
и
проведены
3. Выполнен НИР на перспективу:
- каталитический метод дожигания водорода на основе высокопористых
ячеистых материалов;
- электрофизический метод очистки;
- метод очистки на основе тангенциального разделения потока.
4. Определены дальнейшие работы по результатам Госконтракта.
Благодарю за
внимание
Документ
Категория
Презентации
Просмотров
99
Размер файла
3 101 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа