Каскадная установка для разделения газовых смесей

Авторы патента:

B01D53/22 - диффузией (изготовление полупроницаемых мембран B01D 67/00; форма, структура или свойства полупроницаемых мембран B01D 69/00; материал для полупроницаемых мембран B01D 71/00)

B01D13 - Разделение (разделение твердых частиц мокрыми способами B03B,B03D; с помощью пневматических отсадочных машин или концентрационных столов B03B, другими сухими способами B07; магнитное или электростатическое отделение твердых материалов от твердых материалов или от текучей среды, разделение с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением B03C; центрифуги, циклоны B04; прессы как таковые для выжимания жидкостей из веществ B30B 9/02; обработка воды C02F, например умягчение ионообменом C02F 1/42; расположение или установка фильтров в устройствах для кондиционирования, увлажнения воздуха, вентиляции F24F 13/28)

Изобретение касается разделения многокомпонентных газовых смесей и может быть использовано в химической, нефтехимической, газоперерабатывающей и других отраслях промышленности. Цель - повышение степени разделения многокомпонентных газовых смесей по промежуточным по проницаемости через мембраны компонентам. Установка снабжена коммуникациями 14 для отвода газовой смеси из полостей высокого давления 9 модулей 1, коммуникацией 15 для отвода продукта, обогащенного промежуточными компонентами, из полости высокого давления 9 последнего модуля 16. При этом в качестве коммуникаций 11 и 12 для отвода разделенной смеси используют коммуникации 4 и 5 первого модуля 17. В результате могут быть получены продукты с концентрациями целевых (промежуточных по проницаемости) компонентов, превышающими предельно достижимые в известных установках. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU,„, 1498543 A 1 (5у 4 B 01 D 53/22, 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ VHHT СССР (21) 4315887/31-26 (22) 15.10.87 (46) 07.08.89. Бюл. Ф 29 (71) Московский инженерно-физический институт (72) Е.Б.Груздев, Н.И.Лагунцов и Е.В.Левин (53) 66.071 .6(088 .8) (56) Ohno М., Ozaki О., Sato Н.

etc. I.of Nuclear Sci. and Technology, 1977, v.14, N - 8, Р.589-602. (54) КАСКАДНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВЫХ СМЕСЕИ (57) Изобретение касается разделения многокомпонентных газовых смесей и может быть использовано в химической, нефтехимической, газоперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Цель вЂ” повышение степени разделения многокомпонентных газовых смесей по промежуточным по проницаемости через мембраны компонентам. Установка снабжена коммуникациями 14 для отвода газовой смеси из полостей высокого давления 9 модулей 1, коммуникацией

15 для отвода продукта, обогащенного промежуточными компонентами, иэ полости высокого давления 9 последнего модуля 16. При этом в качестве коммуникаций 11 и 12 для отвода разделенной смеси используют коммуникации 4 и 5 первого модуля 17. В результате могут быть получены продукты с концентрациями целевых (промежуточных по проницаемости) компонен- Ж тов, превьппающими предельно достижимые в известных установках. 1 ил.

1498543

Изобретение относится к области разделения многокомпонентных газовых о смесей и может быть использовано в химической, нефтехимической, газоперерабатывающей и других отраслях промьппленности.

Цель изобретения вЂ” увеличение степени разделения многокомпонентной газовой смеси по компонентам, имеющим в ряду величин коэффициентов проницаемости через мембраны промежуточные относительно всех компонен- тов значения.

Нд чертеже изображена схема установки.

Установка содержит последовательно соединенные двухмембранные модули 1, кажцый из которых снабжен мембранами 2 и 3, противоположными по своим селективным,свойствам, коммуникации 4 и 5 для отвода газовой. смеси из полостей 6 и 7 низкого дав-: ления (ПНД) модулей и коммуникации 8 для подвода газовой смеси в полости

9 высокого давления (ПВД) модулей, коммуникацию 10 для подвода исходной газовой смеси, две коммуникации

11 и 12 для отвода разделенной смеси и компрессоры 13, дополнительные коммуникации 14 для отвода газовой смеси из ПВД модулей, соединенные с комуникациями для подвода газовой смеси в ПВД последующих модулей, и коммуникацию 15 для отбора 35 продукта из ПВД последнего модуля

16. Обе коммуникации 4 и 5 для отвода газовой смеси из ПНД каждого модуля, начиная с второго, соединены с коммуникациями 14 для подвода 40 газовой смеси с ПВД предыдущего модуля, а в качестве коммуникаций для отвода разделенной смеси из каскадной установки. используются обе коммуникации для отвода газовой смеси 45 из ПНД первого модуля 17.

Установка работает следующим образом.

Поток исходной многокомпонентной газовой смеси высокого давления подают по коммуникации 10 в полость

9 высокого давления промежуточного модуля 1, где под действием перепада давления на мембранах 2 и 3 он частично проникает в полости 6 и 7 низкого давления и обогащается легкопроникающими через мембраны 2 и 3 компонентами, Непроникший поток обогащается ценным (промежуточным) компонентом, поскольку эффективная проницаемость через обе мембраны промежуточног0 компонента меньше, чем для остальных компонентов. Непроникшую смесь, обогащенчую це««ным компонентом, по коммуникациям 14 и 8 подают в полость 9 высокого давления следующего модуля, где она опять обогащается ценным компонентом в непроникшем потоке. Количество последовательно соединенных таким образом модулей определяется заданной степенью обогащения смеси ценным компонентом.

Непроникший поток последнего модуля 16 с высоким содержанием ценного компонента выводят в коммуникацию

15 в качестве продукта. В то же время проникшую через мембраны 2 или

3 модуля 16 смесь по коммуникациям

8, 4 и 5 через компрессор подают в полость 9 высокого давления предыдущего модуля, где происходит исчерпывание ценного компонента, Аналогично, для всех остальных модулей, кроме первого, проникшую через мембраны 2 или 3 смесь по коммуникациям 8, 4 и 5 подают в полость

9 высокого давления предыдуи«его модуля. Проникшую через мембраны 2 или

3 первого модуля 17 смесь выводят из каскадной установки пд коммуникациям

11 и 12. Таким образом, в каскадной установке исходный поток разделяется на поток с требуемым содержанием ценного компонента вЂ” коммуникация

15, и два потока в коммуникациях 11 и 12, обогащенных легкопроникающими компонентами и обедненн ьх ценным компонентом.

Пример. Разделяемая смесь, мас. : Хе 40; Кг 10; N 50. Используемые мембраны: силиконовая резина с коэффициентами проницаемости

2 10,9 10, 3 10 моль м/м . с..Па по Хе, Kr u Ng соответственно; пористый четыреххлорэтилен с коэффициентами проницаемости 3 10

4 10, 6 ° 10 « моль,м/м . с Па по тем же газам. Количество модулейвЂ” два, I

Концентрация Kr в продукте, отбираемом из коммуникации 15 второго модуля каскадной установки, со-, ставляет 28 . При использовании известных мембранных установок максимальная концентрация Kr составляет 20 .

1498543 е ния многокомпонентной газовой смеси

Таким образом, в результате использования изобретения могут быть получены продукты с концентрациями целевых (промежуточных по проницаемости) компонентов, превышающими предельно достижимые в известных установках.

Формула изобретения

Составитель М. Крыкин

Редактор Н.Тупица Техред М.Дидык Корректор Т.Малец

Заказ 4488/7 Тираж 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101

Каскадная установка для разделения газовых смесей, содержащая последовательно соединенные двухмембранные модули, полости высокого и полости низкого давления каждого из которых разделены мембранами с противоположными селективными свойствами, коммуникации для подвода газовой смеси в полости высокого давления модулей, соединенные с ними коммуникации для отвода газовой смеси из полостей низкого давления модулей, коммуникацию для подвода исходной газовой смеси, две коммуникации для отвода разделенной смеси из каскадной установки и компрессоры, установленные на коммуникациях, отличающаяся тем, что, с целью увеличения степени разделепо компонентам, имеющим в ряду величин коэффициентов проницаемости чевЂ” рез мембраны промежуточные относи-.

5 тельно всех компонентов значения, она снабжена коммуникациями для отвода газовой смеси из полостей высокого давления модулей, каждая из которых, 10 кроме коммуникации последнего модуля, соединена с коммуникацией для подвода газовой смеси в полость высокого давления последующего модуля, при этом коммуникацию для отвода смеР си из полости высокого давления последнего модуля используют для отбора продукта, обогащенного промежуточными компонентами, обе коммуникации для отвода газовой смеси из полостей низкого давления каждого модуля, начиная с второго, соединены с коммуникацией для подвода газовой смеси в полость высокого дав» ления предыдущего модуля, а в каче25 стве коммуникаций для отвода разделенной смеси из. каскадной установки используют коммуникации для отвода газовой смеси из полостей низкого давления первого модуля.

Изобретение относится к диффузионным аппаратам для выделения чистого водорода из газовых смесей через трубчатые мембраны из сплава на основе палладия и может использоваться в химической и металлургической пром

Способ выделения газообразного водорода из смеси газов // 1349694

Способ выделения двуокиси углерода из влажной газовой смеси // 1312796

Способ разделения газовых смесей // 1294367

Мембранный элемент для газоразделительных аппаратов // 1274175

Изобретение относится к технике разделения и очистки газовых смесей методом диффузии газов через полупроницаемые мембраны, в частности к конструктивным элементам аппаратов для разделения газов, используемым в химической промышленности, медицине и других областях техники

Диффузионная мембрана // 1272970

Способ разделения газовых смесей // 1217457

Сополимер стирола и @ -ацетофенонакрилата для газоразделительных мембран при очистке природного газа от сероводорода // 1214676

Способ очистки газовой смеси от водорода // 1159606

Способ разделения газовой смеси // 1159605

Многокамерный электродиализатор // 1498532

Мембранный аппарат // 1498531

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов разделения жидких и газовых смесей с помощью полупроницаемых мембран и позволяет улучшить эксплуатационные свойства путем улучшения условий гидродинамики и предотвращения осадкообразования на поверхности волоконных мембран

Выпарной аппарат // 1497819

Изобретение относится к выпарной технике, а именно к аппаратам с нисходящей пленкой жидкости, и может быть использовано в энергетике, химической, металлургической, пищевой и других отраслях промышленности, а также при опреснении морской и солоноватой воды, и позволяет интенсифицировать процесс теплообмена путем создания устойчивой пленки жидкости на трубах

Способ получения катализатора для очистки газовых выбросов от органических примесей // 1496067

Установка для сгущения молока и молочных продуктов // 1496031

Изобретение относится к устройствам для выпаривания и может быть использовано в молочной, пищевой, химической и других отраслях промышленности, в частности может быть использовано в молочной промышленности для сгущения молочных продуктов

Установка для сгущения молока и молочных продуктов // 1496031

Радиальный фильтр для очистки воды // 1494923

Изобретение относится к фильтрам для очистки воды и позволяет повысить грязеемкость загрузки и снизить энергозатраты

Мембранный осушитель газа // 1494920

Изобретение относится к процессам сушки газов и может быть использовано в газоаналитической технике, химической промышленности

Аппарат для концентрирования вязких сред // 1494909

Изобретение относится к аппаратам для концентрирования термолабильных веществ и позволяет повысить качество целевого продукта за счет устранения его локального перегрева и термического разложения

Выпарной аппарат с принудительной циркуляцией // 1494908

Изобретение относится к оборудованию пищевой, химической, консервной промышленности и может быть использовано для выпаривания различных растворов, сгущения термолабильных продуктов, получения высококачественного питания для детей и беременных женщин

Выпарной аппарат для очистки продувочной воды парогенерирующей установки атомной электростанции // 2100041

Изобретение относится к энергетике, а более конкретно к вспомогательным системам парогенерирующей установки атомной электростанции, а также может быть использовано в выпарных установках для упаривания перегретых солесодержащих жидкостей в металлургической, химической и других отраслях промышленности