Мембранный элемент Советский патент 1991 года по МПК B01D63/00 

Изобретение относится к технике разделения водородсодержащих газовых смесей методом селективной диффузии через металлические (палладиевые) мембраны и может быть использовано в металлургической, химической, машиностроительной, пищевой, электронной отраслях промышг ленности, использующих особо чистый водород.

Целью изобретения является повышение производительности и надежности,

На фиг, 1 представлен общий вид мембранного элемента: на фиг, 2 - поперечное сечение элемента; на фиг. 3 - место-сварки .отводящей трубки с мембраной; на фиг. 4 - нижняя часть отводящей трубки.

Мембранный элемент состоит иэ отводящей трубки 1, вокруг которой обернута

дренажная подлйжка 2, поверх которой расположена мембрана 3. Нижний конец трубки запаян, плавно расплющен и помещен в кожух 4, который предохраняет мембрану от повреждения при расширении трубки и перемещения вниз под действием высоких температур в аппарате. По боковым сторонам элемента выполнен шов 5. Для сбора очищенного водорода, сокращения пути при его перемещении (а следовательно, и снижения гидравлического сопротивления элемента) в трубке имеется перфорация (отверстие) 6. На выходе отводящей трубки из элемента верхняя часть мембраны выполнена в два слоя 7 и приварена к трубке кольцевым швом 8. Внутри элемента газопроводящая дренажная подложка (сетка) свободно уложена на поверхность мембг хл

ю

раны и согнута вокруг трубки асимметрично (см. фиг. 2), т.е. так. что прямолинейная часть отводящего канала в его начале (вдали от трубки) имеет один слой, а начиная с половины его длины - два слоя. Этим под дер)|;ивавтся небольшая скорость движения продуктов диффузии на всей длине отводящего канала.

Элемант работает следующим образом.

Водородсодержащая газовая смесь по- дабтся вдоль мембраны элемента со стороны коллектора. Продиффундировавший через рабочую поверхность мембраны 3 водород по дренажной подложке 2 поступает в газоотводящую трубку 1 через перфорацию (отверстие) 6 и по raaoof водящей трубке 1 очищенный водород выходит из элемента.

Для обеспечения высокой производительности толщину газопроницаемой фольги (мембраны) обычно выбиpaют.vO,05 мм и менее. Для исключения диффузионного сваривания внутренних поверхностей мем- . брак друг с другом под действием давления и газовой фазы с очень низким кислородным потенциалом между мембранами прокладывается подложка ячеистого типа (сетка и др) из материала, не взаимодействующего с материалом мембраны, например хромистой стали. Для облегчения технологии изготЬвления элемента и обеспечения при этом его герметичности верхняя часть мембраны выполняется с загибом в два

5 слоя. Образуемая в месте соединения трубки с мембраной двойная толщина фольги повышает надежность герметичного соединения по кольцу с помощью микроплзэмен- ной сварки, По периметру элемента для его

10 герметизации используется микроплазменная сварка в импульсном режиме.

Формулаизобретения Мембранный элемент аппаратов для 15 выделения водорода из газовых смесей, состоящий из полупроницаемой металличе- , ской мембраны, например, из палладиевого сплава, выполненной в виде листа фольги, сложенного вдвое и скрепленного по пери- 20 ферии. расположенной внутри него дренажной подложки и Отводящей трубки, о т л и- ч а ю щ с я тем, что. с целью повышения производительности элемента и его надежности, отводящая трубка расположена в ме- 25 сте перегиба листа фольги на всю длину дренажной подложки, внутренний конец ее сплющен и снабжен защитным кожухом, а дренажная подложка огибает отводящую ,трубку. 30

Изобретение относится к технике разделения водородсодержащих газовых смесей методом селективной диффузии через металлические мембраны и может быть использовано в металлургической, химической, машиностроительной, пищевой, электронной отраслях промышленности, использующих особо чистый водород. Цель изобретения - повышение производительности и надежности. Элемент состоит из сложенного вдвое листа металлической фольги - мембраны 3, внутри которого размещена дренажная подложка 2 и отводящая трубка 1. Трубка 1 имеет перфорированную часть, доходящую до края дренажной подложки 2. Конец трубки 1 сплющен и помещен в защитный кожух 4. Дренажная подложка огибает отводящую трубку 1. Разделяемую смесь подают вдоль мембраны, через нее диффундирует водород, который ,движется по дренажной подложке 2 к трубке 1, а через нее отводится из элемента. 4 ил.

A-A

6-Ь

фиг.З

фиг. г