Способ мембранного выделения диоксида углерода из газовых смесей и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к технологии разделения газовых смесей и может быть использовано в химической, биологической и др. отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение селективности мембранного способа выделения СОа из газовых смесей. Цель достигается путем наложения на ионитовую мембрану постоянного электрического поля, направленного навстречу проникающему через нее диффузионному потоку газовой смеси. Изобретение позволяет в несколько раз повысить селективную проницаемость СОа через ионитовую мембрану. 2 с.п.ф-лы, 1 ил. Ё

СОЮЗ COBETCKMX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я)з В 01 0 53/22, 63/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4696170(26 (22) 21.03.89 (46) 15.05.91.Бюл. ¹18 (72) М.К.Яковлева, Е.В.Березина, И.В.Васильева, Н.Н.Вознесенская, С.А.Павлов, Э.Н.Телешов и E.À.Ðàãîëüñêàÿ (53) 66.071.61.8 (088.8) (56) Семенов В.И., Шевлякова Н.В., Тверской В.А. Особенности строения структурно неоднородных сульфокатионитовых мембран и их газопроницаемость, Тезисы докладов tY Всесоюзной конференции по мембранным методам разделения смесей —, M., 1987, т.2. с.91 — 93.

Рейтлингер С.А. Проницаемость полимерных материалов. — M.: Химия, 1974, 250..

Изобретение относится к технологии разделения газовых смесей и может быть использовано в химической, биологической, пищевой и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение селективности способа мембранного выделения диоксида углерода из газовых смесей, Поставленная цель достигается путем наложения на ионитовую газоразделительную мембрану постоянного электрического поля, направленного навстречу проникающему через нее диффузионному потоку газовойсмеси. Полене оказываетвлиянияна процесс диффузии нейтральных газов. однако активизирует трансмембранный перенос отрицательных ионов НСО з и Сб носителей молекул С02. Перемена полярности поля на противоположную наоборот затрудняет транспорт указанных ионов.

„„Я3 „„164853,9 Al

2 (54) СПОСОБ МЕМБРАННОГО ВЫДЕЛЕНИЯ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА ИЗ ГАЗОВЫХ

СМЕСЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение отнвсится к технологии разделения Газовых смесей и может быть использовано в химической, биологической и др. отраслях промышленности, Целью изобретения является повышение селективности мембранного способа выделения С02 иэ газовых смесей. Цель достигается путем наложения на ионитовую мембрану постоян.ного электрического поля, направленного навстречу проникающему через нее диффузионному потоку газовой смеси. Изобрете- ) ние позволяет в несколько раз повысить селективную проницаемость СО2 через ионитовую мембрану. 2 с.п,ф-лы, 1 ил.

На чертеже показано схематическое изображение устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит металлический корпус 1, ионитовую мембрану 2, разделяющую камеры 3 и 4, заполненные проводящим газопроницаемым материалом— углеродной тканью, тефлоновую электроизоляционную прокладку 5, дисковые никелевые электроды 6, источник 7 питания, патрубки ввода разделяемой смеси 8 и газа-носителя 9, а также патрубки вывода проникшей 10 и непроникшей 11 через мембрану газовых смесей.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходную газовую смесь 10 об. $ СОг+Иг по патрубку 8 подаю в камеру 3. Проникшие через мембрану 2 в камеру 4 компоненты этой смеси вымываются газом-носителем

Не, подаваемым по патрубку 9 в камеру 4, и

1648539 процесса мембранного выделения диоксида углерода из смесей газов.

NNFffCFAl — «» ЛУЛЕО

Составитель M.Êðûêèí .

Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор И.Горная б

Заказ 1478 Тираж 456 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 по патрубку 10 поступают в газоанализатор.

Непроникшая через мембрану 2 газовая смесь выводится из камеры 3 по патрубку

11, к которому при необходимости подключают расходомер. Сопротивления каждого 5 из газопроницаемых электродов в камерах

3 и 4 составляют 9,5 Омпри полном сопротивлении цепи 1 кОм, В качестве мембран используют пленки из сульфокатионита (сульфированный фтор- 10 содержащий полимер Ф-42 с привитым полистиролом или карбокатионита (фторсодержащий полимер с привитой полиакриловой кислотой) толщиной 25 мкм.

Разделение газовой смеси проводят в 15 двух режимах — при наличии внешнего электрического поля и при его отсутствии. Наложение поля с напряженностью Е=5 кВ/см повышает концентрацию СО в пермеате с

91,3 до 95,2 об.7 при использовании суль- 20 фокатионитовой мембраны, Аналогично возрастает концентрация диоксида углерода при наложении поля Е=5 кВ/см на карбокатионитовую мембрану с 92 до 95 об. .

Таким образам, использование изобре- 25 тения позволит повысить селективность

Формула изобретения

1. Способ мембранного выделения диоксида углерода из газовых смесей, включающий пропускание исходной газовой смеси вдоль ионитовой мембраны и отбор проникших через нее компонентов смеси, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения селективности разделения, к мембране прикладывают электрическое поле, направленное навстречу .проникающему через нее потоку газовой смеси.

2, Устройство для выделения диоксида углерода из газовых смесей. содержащее корпус с двумя камерами, разделенными ионитовой мембраной. патрубки для подачи исходной газовой смеси и отвода проникших и непроникших через мембрану компонентов этой смеси. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения селективности разделения. с обеих сторон мембраны размещены электроды из проводящего газопроницаемого .материала, например углеродного волокна.