Устройство для выделения газа из газовой смеси

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ГАЗА ИЗ ГАЗОВОЙ СМЕСИ, .включающее корпус с секциями, заполненными регенерируемым поглотителем , термоэлектрическую батарею, размещенную между секциями и патрубка-. ми для ввода и вывода газа, от л и .чающееся тем, что, с целью повышения эффективности устройства путем снижения тепловых потерь, корпус .выполнен в виде двух коаксиально устаi новленных штиндрических обечаек, секшш размещены раднально ними, при этом корпус снабжен распределителями газа, соединенными поочередно с секциями. Nl О СХ) Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

МЦИЦ

РЕСПУЬЛИН

„Я0„„100 ?? 08 уЯ) В 01 9 53/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21} 3314690/23-26 (22) 14.07.81 (46) 30.03.83. Бюл. М 12 (72) Э. А. Гении, А. Д. Малярчиков, Э. Н. Натан, Г. А. Фатеев и В. Л. Тарасевич (71) Ордена Трудового Красного Зна« мени институт теплс - и массообмена дм. А. В. Лыкова (53) 66.071.7 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке М 3253872/23»26, кл. В 01 9 53/04. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕ ЛЕНИЯ ГАЗА ИЗ ГАЗОВОЙ СМЕСИ,,включающее корпус с секциями, заполненными регенерируемым поглотителем, термоэлектрическую батарею, размещенную между секциями и патрубками для ввода и.вывода газа, о т л и,ч а ю щ е е с я тем, что, с целью по- . вышения эффективности устройства ггу тем снижения тепловых потерь, корпус выполнен в виде двух коаксиально уста4

: новленных цилиндрических обечаек, секции размещены радиально между ними, при этом корпус снабжен распредель телями газа, соединенными поочередно с секциями.

Изобретение относится к технологическим системам для вьщеления газа из газовой смеси или компримирования отдельных газов различными ре генерируемыми поглотителями при их 5 периодическом нагреве и охлаждении, которые могут быть использованы как газоразделительные устройства или источники определенного газа.

Известно устройство для вьщеления 14 газа из газовой смеси, включающее корпус с секциями, заполненными.регенерируемым поглотителем, термоэлекч рическую батарею, размещенную между секциями и патрубками для ввода и вывода газа (1 . ,Однако устройство характеризуется наличием тепловых потерь в процессе регенерации, так как секции с размещенным в них поглотителем размеще- 24 ны дискретно друг относительно друга и контактируют между собой только по одной плоскости.

Кроме того, устройство эффективно только при наличии специальной теп- 25 лообменной системы, размещенной в каж«

° дой из секций, надежность которой определяет работоспособность всего устройства.

1 Пель изобретения — повышение эф- З4 фективности устройства путем снижения тепловых потерь.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для выделения газа .из газовой смеси, включающее корпус

Э5 с секциями, заполненными регенерируе мым поглотителем, термоэлектрическую батарею, размещенную между секциями, корпус выполнен в виде двух коаксиально установленных цилиндрических обечаек, секции размещены радиан но между ними, при этом корпус снабжен распределителями газа, соединенными поочередно с секциями.

Такое конструктивное выполнение устройства обеспечивает поочередный цикл процессов сорбции и десорбции беэ теп лопотерь,так как термоэлектрические бате реи обеспечивают переброс тепла из одной секции в другую при их переключении (изменяют полярность на клеммах) при непосредственном контакте теплообменных поверхностей поглотителя и источника тепла.

На фиг. 1. представлена схема усч ройства для выделения газа из газовой 55 смеси на фиг.. 2 — разрез А- А. на фиг. 1.

Устройство включает корйус,содержащий

;радиальные секции 1, заполненные регене1

1007708 г

Рируемым поглотителем 2, размещенные между коаксиально установленных цилиндрических. обечаек 3, и контактирук щие с термоэлектрическими батареями 4.

Устройство снабжено распределителями газа 5 и 6, соединенными поочередно с секциями патрубками 7 и 8, и регулирующими клапанами 9-14; Знаками + и. - обозначено наличие разности температур на поверхностях секций и их чередование при включении энергопитания.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на термоэлектрические батареи 4 постоянного тока происходит в одной группе радиальных секций 1 нагрев (отмечены знаком +) поглотителя (сорбента) 2, а в другой - охлаждение (отмечены знаком -). Рас.сеянное в поглотителе первой группы секций тепло осуществляет десорбцию поглощенного компонента, например, . углекислого газа, который поступает на сбор с давлением 0,5 - 1,5 МПа через - патрубок 8, распределитель 6 и регулирующие клапаны 10 и 14.

Клапаны 11 и 12 закрыты.

В секции с пониженной температурой в этот период осуществляется подвод газовой смеси к поглотителю через клапаны 9 и 13, распределитель 5 и патрубки 7 и происходит сорбция газа.

Процесс сорбции (десорбции) осуществляют до полного насыщения (регенерации) поглотителя, после чего, изменяя направление тока на термоэлектрических батареях, перекрывая при этом клапаны 13 и 14 и открывая клапаны 11 и 12, функционально изменяют ,заботу указанных выше групп секций, одна из которых после регенерации вступает в контакт с поступающей газовой смесью - происходит сорбция газа,вто. рая после процесса сорбции осуществляет регенерацию. Перепад температур в пог лотителях указанных секций иэменяеч ся на обратный, при этом термоэлект рические батареи обеспечивают перенос тепла через коаксиально установленные цилиндрические обечайки 3, поддерживая высокий уровень использования тепловой энергии.

Система клапанов основана на автоматическом принципе работы за счет изменения давлений в секциях.

При использовании в качестве силиктивного поглотителя водорода, напри

3 . 1 мер,интерметаллнческих соединений. по указанной .выше схеме можно выделить водород из газовой смеси, аккумулировать, хранить: и использовать его как источник энергии. При этом в случае подачи на вход устройства водорода низкого давления на выходе можно получить компримированный (до давления 10 - 15 МПа) газ высокой чистоты. °

007708 4

Благодаря применению предлагаемо° го устройства достигается повышение эффективности работы за счет рациональ ного использования тепла при его пере распределении между секциями, контак . тирующими с термоэлектрическими бата реями. Это обеспечивает снижение тепловой инерционности поглотителя .. I и ограждающих — стенок на 45

so 50 %.

Составитель Э. Гении

Редактор Е. Лушникова Техред Е.Харитончик Корректор А. Фереий

Заказ 2182/8 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4