Способ разделения газовой смеси на фракции

 

lBe9 k иж«.;т =кмж;..-.=а=::,. жва и йовюа юч

l6995I

М"ю 4 . " 4"

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советекии

Социалистических

Республик

-. V> ,, «4ф

2 (51) М. Кл.

В 01 33 53/24

И 04 С 5/00

И ПАTЕН7У (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 09.07.71(23) 1682095/23-26 (23) Приоритет — (32) 10.07.70 (3З) США

fggggpgY3NH56 ЩИМтат

СССР а деглан иыбРвтюкн3

И 6тКрнткй (31) 5371Л

Опубликойаяо 15.03.79Бюллетень № 10 (53) УД1(620.168.. З36(ОЕЕ„Я) Пата опубликовайия опйсания 20,03.79 (уо) Автор изобретения

Иностранец

Нилс Андерс Леннарт Бикдал (Швеция) p)) заявитель (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ

HA ФРАКЦИИ

Изобретение относится к способу раз- Согласно изобре, т

Согласно изоб тешпо установлено, деления газовой смеси на отдельные сос- что газовые смеси компонентов, отлитавляюшие фракц1ш в соот т ве ствйи с их чаю ййхся йо молекулярному или атомному молекулярным илн атомным весом." " " "- весу, могут б т ра д мог быть зделены на состав»

Известен способ разделения газовых > ляюшие фракции в соответствии их смесей на сосчавляюшие фракщпт под молекулярн |м или

ым атомным весом, если действием центробежных сил в коничес-" газовую ск ес д р ь по ве гать действию ком вихревом потоке. Известный сйосоо UeHTpoGB H " нт обежной силы в вихревом потоке ч кой фо мы, имеюшем диаметр не не дает .возможности разделить газовую" коннчес " фор смесь на фракции по их молекулярно" " 0 более 5 мм при абсолютном давлении гаили атомн атомным весам. - .,за примерно 5-100 рт.. ри

5-1000 мм . ст, и ппи

С целью разделения газовой смесй "" отношении давлений в пределах примерно по фракциям в соответствии " их моне= 1,5-10. Отношение давлений определяет к ля ным или атомным весом согласно ся как стнояение давлении авлении на входе к кулярн и изобретению газовую смесь подают под а давленй|о на выходе из цен ра давлением Р,„о 5-LOCO мм pi,"I:ò." - ти потока, / П таких рабочих условиях, котопрп oTHorueHHH давлений Рв„од P>b коз . ри ра в пределах 1,5-10 в максимальном ди- рые черезвычайно важны для процесса аметре вихревого потока в пределах разделения, мб уш мбжно осушествлять отделей=; и .,.у- ние более высокомолекулярных фракций

Для реализации способа изобретеяия " в периферийной части потока и более используется устройство циклонного типа, низкомолекулярн фра ля ных фракций в ценгральной которое изображено на фиг. 1 в риффе=" — части вихревого псгтока. Этот способ зе; на фиг. — разрез фиг. 2 — a з А-A фиг f. - -прост, не требует наличия оборудовани

"- ® - =- ;- =:-." "- == - -М= ..-; Ый; =- -.

652867 с перемеп2ающимися детапями, не требует наличия оборудования дпя создания тяги газа и практически применим дпя жушествпения процесса в производственных условиях. 3

Если газовые компоненты сильно отпичаются друг от друга молекулярным ипи атомным весом, то можно достичь высокой степени раздепения. в одной ступени цикпона. Однако, если они имеют 1О довольно близкие значения молекулярного ипи атомного веса, то необходимо осуществпять процесс в несколько стадий. иэвпекая на каждой стадии более высокомопекупярную ипи более низкомопекупярную фракцию и направляя ее на следующую ступень цикпона. В случае отделения изотопов Ц от Q необходим 2 использовать несколько сотен ступеней цикпонных установок дпя достижения до- о статочно высокой степени обогащения в центральной части вихревого потока.

Устройство, соответствующее изобретению, содержит корпус 1. с находящейся в нем раздепитепьной камерой круглого сечения, имеющей верхний и нижний концы и имеющей по крайней мере лишь у верхнего конца форму конуса с диаметром у нижнего конца максимум

5 мм и с диаметром у верхнего конца не менее 0,001 мм. Камера имеет по крайней мере одно впускное отверстие

2 дпа газа„прохода2цее 2ерез корпус и находящееся .у нижнего конца камеры, расположенное таким образом, что соз35 дается тангенциапьный поток из наружной части корпуса внутрь камеры, в резупьтате образуется .вихревой газовый поток внутри камеры, направленный от нижнего .49 ее конца к верхнему концу. Компоненты газа с большим мопекупарным и атомным весом расп;.едепяются у периферийной части вихревого потока, с меньшим мопекупярным ипи атомным весом у цент45 рапьной части BHxpBBG2 о потока> причем в центре вихревого пото) а давпмше газа ниже, чем по периферии потока. Выхпопное отвер:тие 3, проходящее через корпус, расположено по оси камеры у нижнго ее конца, выпускное отверстие

4, проходящее через корпус, распопожено. по оси камеры у верхнего ее конца.

Через выпускное отверстие 4, находящееся у верхнего конца камеры, проходит периферийный вихревой поток, выходящий из камеры, а через выхпопное отверстие 3, расположенное у нижнего конца кам „рь2, проходит центрапвный вихревой газовый поток, вь2ходя2иий из ка.2еры, Компоненты с более низким люлекупярн2»м или атомным весом концентрируютса в потоке, выходящем через выхлопное отверстие, распопоженное у основания камеры„ а компоненты с более высоким молекулярным ипи атомнь2л2 весол2 концентриру2отся в потоке, выходящем через выпускное отверстие 4, находящееся у. верхнего конца камеры.

Трубчатый дефпектор проходйг от выхлопного отверстия 3 нижнего конца камеры внутри этой камеры до точки, находящейся за пределами вь2хпопного отверстия (или вп5ск22ь2ж отверстий) для газа. Дефпектор, спужит дпя отклонения газового потока от выхлопного отверстия у нижнего конца камеры и дпя усипения завихрения газа у нижнего конца камеры, а следовательно и дпя усиления завихрения газового потока, проходящего через камеру к верхнему ее концу. Ориентация впускного отверстия 2 газа (ипи впускных отверстий) в тангенциапьном направлении сообшает циклоническое ипи вихревое движение вводимой газовой смеси. Зти подводй2цие отверстия удалены Одно ot другого

0 на равное расстояние (еспи этих отверстий несколько) дпя создания равномерного вихревого потока. Обычно вполне достаточйо бывает наличия двух-шести впускных отверстий дпа газа. Затем„ когда газ вводится в камеру с высокой скоростью, он движется вдоль закругленных стенок раздепитепьной камеры, пре вра2цаясь в вихревой поток, направпчющийся по винтовой линии к верхнему концу камеры ипи к выпускному отверстию периферийной части потока. Очень важно, чтобы вихревой поток, образующийся в камере циклонного устройства (а спедоватепьно в камере разделения) имел диаметр не более 5 мм, преимущественно 2 мм ипи менее . Нижний пре деп этого диаметра обусловлен лишь практическим использованием небопьших циклонов.Практически цйжний предел диаметра может достигать 0,1 мм.

Длина камеры раздепения не является критическим параметром, но она це допжна превышать 200 мм, а также должна бытьне менее 5 мм, и еспи форма камеры коническая, то диаметр ее в верхнем конце должен быть не менее 0,1мм.

Согласно изобретени2о установлено, что нельзя осу пествить эффективного раздепениа газовых компонентов 220 чх мо6 52867 лекулярному или атомному весу, если""- иератур. Используют рабочие температудиаметр камеры разделения более 5 мм." ры от -50 до +500 С, преимушественМФЛФЙ ЬВ!ВеЖМФЗюМВ". —.. = ... "Ф е

Предлагаемый способ может осущест- " -""но от -20 до +300 С. вляться при любой необходимой температуре. Небольшие колебания температу= 5 ры не являются критически важййми для Ф о р м у л а ла иэобоетения данного процесса. Рабочая темйература обычно такая, при которой все компонент- Способ разделении газовой смеси на ты, которые должны ыть вьщ олжнь бы ь вьщелены из"": .фракции под действием центробежных сил в вих евом потоке, о т л и ч а ю ш и йсмеси, находятся в газовой фазе.9 случае 6 и вихревом потоке некоторых вешеств для етого могут по«с я тем, что, с пел ю разд елью зделения газот ебоваться относительно высокие тем- вой смеси на составляюшие фракции но пературы, в то в е о время как в.случае такйх их молвкулярным Hatt атомным весам, вешеств, которые при комнатной темпе- газовую смесь подают под давлением ратуре находятся в газоо раз - Вход я в газообразном состоя- И Рв „ 5«1000 мм рт. ст. при отношении нии, может использовать комнатйая тем- давлений Рв„„ /Рв„,„„д в пределах пе ат а. В некоторых с . В оторых случаях желатель 1,5-10 в максимальном диаметре вихно применение очень низких рабочих тем- " ревоге" йотока в йределак-,1:-Мщ аа, . -=.

СоставьйЪйь Э. Андреева

Редактор Е, Хорпна Техред И. Асталош Корректор П. Макаревич

Заказ 1 083/5 6 Тираж" 876 Подписное

ЦНИИП1i Государственйого комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

ВМ1ФЭФЮВ%МфМЮВЖМЖ . !i!- ::З Й 4 ЪМ .ЖЙРХЫЖЗВ-"ВВМЙВЩИФЕФЙ ЫММЮ ЙЫЬй Ж::Фи ж Ф .а Ю "йъФЙ. МЦЗЮЙЫ