Исследование гелиевой проницаемости узкой фракции ценосфер энергетических зол

Abstract

В работе представлен метод исследования проницаемости полых микросферических мембран на примере ценосфер энергетических зол (ЦЭЗ). Приведено описание экспериментальной вакуумной установки для исследования процессов диффузии индивидуальных газов в ценосферы в статических условиях и математический аппарат для расчёта количественных характеристик процесса. В интервале температур 300 - 500 °С определена гелиевая проницаемость узкой фракции ценосфер, выделенной из концентрата ЦЭЗ Московской ТЭЦ-22, определены величины удельной проницаемости 3,5∙10^-12 - 3,5∙10^-11 моль/(с·г∙Па); объёма, доступного для гелия (2,13 0,06)∙10^-6 м3/г, и энергии активации процесса поглощения (34±3) кДж/моль. На примере смеси гелия с воздухом в хроматографическом режиме впервые экспериментально продемонстрирована возможность разделения гелийсодержащих смесей с использованием ЦЭЗ.

This work presents the methods of permeability studies of hollow microspheric membranes (cenospheres of fly ashes). A description of the experimental vacuum set-up designed to study the process of diffusion of individual gases into cenospheres in static conditions is provided, as well as the mathematical method to calculate the quantitative characteristics of the said process. The helium permeability of the narrow fraction of cenospheres isolated from fly ash concentrate of Moscow power station was measured. The specific permeability was shown to be equal to the values of 3.5·10^-12 - 3.5·10^-11 mol/ (s·g·Pa) in the temperature range 300 - 500°C. The values of the volume available to helium and activation energy of Не sorption were found (2.13±0.06)·10^-6 m3/g and 34±3 kJ/mol, respectively. It was shown for the fist time, that helium can be successfully separated from air using cenospheres in chromatographic mode.