Способ получения обогащенного кислородом воздуха

 

Союз Советооа

Соцмлмстимасювв

Ресаубами i 3457l 7 (6t) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено18. 08. 69 (21) 1365539/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15. 06.79.Бюллетень № 22

Дата опубликования опигания 18.06.79 (11) М <,г

В 01 З 53/22

Гввударстввииьй ItQNrw

СССР в делам кзвбретвккк и вткрнткк (53) УДК 661.965. . 05 (088. 8) B П. Беляков, В. Ф. Густов, H. С. Наметкин, О. Г. Талакин, Н. М. Дыхно, С. Г. Дургарьян и Э. Г. Новицкий (72} Авторы изобретения (7в) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВСОДУХА, ОБОГАЩЕННОГО

КИСЛ ОР ОДОМ

Изобретение относится к разделению газовых смесей, а именно к диффузионному способу производства воздуха, обогашенного кислородом, необходимого для проведения процессов горения в камерах сгорания МГД-генератора, технологического дутья в доменных процессах, а так же для различных окислительных процессов в химической промышленности и различных областях техники.

Известен способ получения обогащенного кислородом воздуха путем пропускания воздушного потока через диффузионные ячейки, изготовленные из полимерного материала. Однако применение этого способа eerier к большим энергетическим затратам.

С целью снижения энергетических эат

par и увеличения производительности процесса обогашения предлагается диффузионные ячейки помешать непосредственно в атмосферный воздух, внутри диффузионных ячеек создать напряжение, и обогашенный ,кислородом воздух, выходяший из ячеек ; сжимать до необходимого давления. Подогрев воздуха осушествляют на входе в диффузионные ячейки.

На чертеже дана технологическая схема предлагаемого воздуха.

Схема включает диффузионные ячейки

1, изготовленные из газопроницаемых пленок, обший коллектор 2, обьединяюший диффузионные ячейки, предназначенный для отвода обогашенного воздуха иэ внут» ренних полостей ячеек, вакуум-компрессор 3, поддерживающий разрежение во внутренних полостях ячеек и сжимаюший обс гашенный воздух до необходимого давления, и устройство 4 для подогрева воз духа, основанное на использовании вторичных энергоресурсов технологических процессов.

Для интенсификации процесса обогашения атмосферный воздух перемешают вдоль поверхности пленки в каналах между диффузионными ячейками за счет конвекции воздуха, нагреваемого в нижней части аппарата при использовании вторичных

3:3.57 17 энергоресурсов технологических пронесеов. Во внутренних полостях ячеек поддерживают разрежение с помощью вакуум-компрессора, который сжимает обогащенный воздух до давления, необходимого для последующего его использования.

Использование вторичных энергоресурсов технологических процессов позволяет не только осуществить перемещение обогащаемого воздуха за счет конвекции, но и существенно увеличить производительность аппаратов благодаря тому, что процесс разделения происходит при повышенной температуре. Оп имальная температура процесса определяется термоокислитель- >5 ной стабильностью пленки и зависимостью ее селективности от температуры.

Пример 1. Для получения воздуха, обогащенного кислородом, используют пленку из полидиметилсилоксана толщиной gO

20 мк с фактором разделения кислорода и азота 2, 3 и константой газопроницае- о З Ъ мости к кислороду 960 ° 10 см.см/см см рт.ст, сек при 50 С, Диффузионный аппарат, рассчитанный 25 на получение 1000 нм обогащенного о. воздуха в 1 ч при 50 С, представляет собой набор диффузионных ячеек, обьединенных общим коллектором для отвода обогащенного кислородом воздуха, распо- 30 ложенных на расстоянии 1 мм друг от друга; Внутри диффузионных ячеек поддерживают разрежение 0,3 атм, Вакуумный компрессор с КПД изо-. термического сжатия 0,65 сжимает обо- з гашенный воздух до 1 атм. Атмосферный воздух подогревают в нижней части аппа4 о., рата до оО °: за счет i ãовичных энергоресурсов технологических процессов. Расход поступающего воздуха на 1 м обогащенного воздуха составляет 30 м .

Результаты расчета основных технологических характеристик аппарата и энергетических затрат даны в табл. 1, Пример 2. Для получения воздуха, обогащенного кислородом, используют армированную пленку из поливинилтрим тилсилана толщиной 20 мк с фактором разделения кислорода и азота и константой газопроницаемости к кислороду рав-S ными соответственно 4,3 и 0,58 ° 10 см ° см/ месм рт.ст. сек при 50оС;4,5 п0,49 10 см смlсм см рт.ст. ° сек при,20 С.

Используют вышеописанный диффузионный аппарат с производительностью о

1000 м /ч при 50 или 20 С.

Внутри диффузионных ячеек поддерживают разрежение 0,1 или 0,2 arM.

Вакуумный компрессор с КПД изотермического сжатия равным 0,65 сжимает воздух до 1 атм. Результаты расчета основных технологических характеристик и энергетических затрат приведены в табл. 2, Данные табл. 1 и 2 показывают, что предлагаемый способ обогащения воздуха кислородом позволяет увеличить производительность диффузионных аппаратов в

1,2 раза (поверхность пленки при одинаковой производительности в 1,2 раза меньше). Кроме того, способ обеспечивает снижение энергетических затрат в

1,5-1, 8 раэ в сравнении с известным способом. о

Щ С 4 г!

0 0"

Я СМ

%(0 0

CD

t о

CD C CD

G)

0 0

Л СО

0 0

0 0

С 4 (Q о

«о

0 0

Л С 3

0 0

c„ о о

Ю,о и

@ 1-

«

0 0

0 0

С9

ri g

0 0

0 0

Н) 0 0

0 0

0 0 д си 0

t С) Г= С) 1

"457 I 7

E аагпрейит ел а

Составитель Г. Бахтюкова

Техред И. Асталош Корректор И. Муска

Редактор Л. Письман

Заказ 3488/57 Тираж 876 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Формула изобретения

1. Способ получения воздуха,обогашенного кислородом, путем пропускания воздушного потока через диффузионные ячейки, изготовленные из полимерного ма- териала, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью снижения энергетических затрат и увеличения производительности процесса обогашения, диффузионные ячейки помешают непосредственно в атмосфе;:— ны и воздух, внут ри д яффу зи он ны х я че е к создают разрежение, и обогашенный кислородом воздух, выходяший из ячеек, сжимают до необходимого давления.

2. Способпоп. 1, отличаю— ш и и с я тем, что осушествляют nuoor рев воздуха на входе в диффузионные ячейки.