Мембранный аппарат для выделения водорода из газовых смесей

 

Изобретение относится к технике разделения водородг.одержащих газовых смесей методом селективной диффузии через металлические мембраны. Цель изобретенияповышение производительности. Аппарат состоит из камеры исходной смеси 14 и камеры сбора получаемого продукта 13. На трубной решетке 7 между камерами закреплены мембранные элементы 6, которые выполнены в форме флажка, которые направлены внутрь камеры. Смесь водородеодержащего газа направляется через перфорированный кожух 4 внутрь камеры исходной смеси и после диффузии через поверхность элемента, фракция чистого водорода отводится в камеру сбора 13, а отработанная смесь отводится через перфорированный патрубок 3. А ил. fi 45 Ла.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК сз!)5 В О1 0 63/00

ГОСУДАРСТВЕI+%)IIII КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 30.09.91. Вол. h» 36 (ã!) 42!31У4/гб, (22) 23.03.87 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники, Уральский государственный .университет им.А.M.ÃîðüIIîãî и Синарский трубный завод (72) В,М.бабошин, Ю.А.Буевич, А.К.Ивонин, И.В,Кирнос, А.С,Минаков, 8,С.ÎæèãàHoí, Ю.А;Поповцев, И.И.Скоблик и В,А.Àâäååe (53) 66.067-278.001,73:532,741(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hb 799205, кл. В 01 J 1/00, 1978. (54) МЕМБРАННЫЙ AnllAPAT ДЛЯ В ЫДЕfIEHMA ВОДОРОДА ИЗ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ. Ы«„1614217 А) (57) Изобретение относится к технике разделения водородсодержащих газовых смесей методом селективной диффузии через металлические мембраны. I (ель изобретения— повышение производительности. Аппарат состоит иэ камеры исходной смеси 14 и камеры сбора получаемого продукта 13. На трубной решетке 7 между камерами закреплены мембранные элементы б, которые выполнены в форме "флажка", которые направлены внутрь камеры. Смесь водородсодержащего газа направляется через перфорированный кожух 4 внутрь камеры исходной смеси и после диффузии через поверхность элемента. фракция чистого водо- рода отводится в камеру сбора 13, а отработанная смесь отводится через перфорированный патрубок 3. 4 ил. изобретение относится к технике разделения водородсодержащих газовых смесей методом селективной диффузии через металлические (палладиевые) мембраны и может быть использовано в металлургической, химической, машиностроительной, пишевой, электронной отраслях промышленности, испОльзующих особо чистый Во дород

Целью изобретения является повышение удельной производительности аппараа

На фиг.1 изображен общий вид аппарата, разрез; на фиг,2, 3 и 4 — поперечное сечение мембранного аппарата соответственно при однорядном, двухрядном и со смешанным расположением мембранных элементов.

Мембранный аппарат состоит иэ корпуса 1, в днище которого закреплен подводящий патрубок 2, в котором коаксиально закреплен отводящий балластный газ патрубок 3. Внутри корпуса размещен кожух 4 ,с перфорированными стенками (перфорация) 5, Внутри кожуха размещены радиально плоские цельносварные мембранные элементы б, которые закреплены в трубной решетке 7 через переходные втулки 6 гаэоотводящими трубками 9, Отводящий патрубок имеет по длине отверстия (перфорация)

10. Перфорация 5. 10 выполнена неравномерно иэ соображений поддержания постоянства скорости течения во всех рядах отверстий. Крышка 11 корпуса снабжена патрубком для отвода водорода 12. Крышка

11 и решетка 7 обр "зуют камеру исходной смеси и высокого давления 14.

В случае необходимости увеличения длины подводящего канала, например, при назначении. режимов с высокой степенью извлечения водорода из смеси или при использовании исходной смеси с малым содержанием водорода, мембранные элементы могут располагаться в аппарате в два или три ряда (фиг.З, 4). При этом в периферийных рядах для улучшения компактности аппарата элементы могут закреплятьгя тангенциально (см.фиг.4), но обязательно

"флажком" внутрь. При этом решается задача сохранения малого гидросопротивления элемента (а именно, плоская "флажковая" часть элемента дает основной вклад в гидросопротивление) в условиях существенной длины подводящего канала (в камере исходной смеси между двумя соседними элементами).

5 Аппарат работает следующим образом, Водородсодержащая газовая смесь подается через подводящий патрубок 2 и далее через перфорацию 5 в стенке кожуха 4 о подается в камеру 14, где размещены мемI0 бранные элементы, Продиффундировавший внутрь элементов водород через газоотводящие трубки 9 попадает в камеру низкого давления 13, откуда через патрубок 12 выводится из аппарата, 15 Непрсдиффундировавший водород в смеси с другими примесями в виде балластного газа через перфорированный центральный отводящий патрубок 3 также выводится иэ аппарата.

20 . Радиальная (или под одинаковым углом к радиусу) компановка мембранных элементов внутри корпуса, способ подачи исходной смеси на элементы противотоком отводимому по "флажковой" части водороду

25 обеспечивают эффективную работу диффузионных площадей, что позволяет получить заметное увеличение удельного потока водорода по сравнению с прототипом.

30 Формула изобретения

Мембранный аппарат для выделения водорода из газовых смесей, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками, трубную решетку, разделяющую кор35 пус на камеру исходной смеси и камеру сбора продукта, и размещенные в камере исходной смеси мембранные элементы с газоотводящими трубками, закрепленными в трубной решетке, отличающийся тем, 4G что, с целью повышения производительности, в камере исходной смеси вокруг мембранных элементов установлен кожух с перфорированными, стенками и газонепроницаемым днищем, патрубок подвода сме45 си укреплен в днище корпуса, патрубок отвода смеси установлен внутри патрубка подвода смеси, укреплен в днище кожуха и снабжен перфорированной трубкой, расположенной по оси камеры исходной смеси, а

50 мембранные элементы выполнены в форме флажков, направленных внутрь камеры исходной смеси.

Составитель А.Свитцов

Редактор Н.Каменская Техред М.Моргентал Корректор О,Кравцова

Заказ 3732 Тир аж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул;Гагарина, 101