Мембранный аппарат для выделения водорода из газовых смесей Советский патент 1991 года по МПК B01D63/00 

1/,эобрйгенив относится к технике раз- далеиий «зодородсодержащих газовых смесей методом селективной диффузии через мвтаапическиа (паллздиевые) мембраны и мож(;т быть использовано в металлургической, химической, мaшинoctpoитeлbнгlй, пишеаой. злоктронной отраслях промышленности, использующих особо чистый водород.

Целью изобретений является повышении удельной производительности аппарата,

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 из корпуса 1, в днище которого закреплен подводя- щий патрубок 2, в котором коаксиально закреплен отводящий балластный газ патрубок 3, Внутри корпуса размещен кожух 4 ,с перфорированными стенками (перфорация) 5, Внутри кожуха размещены радиаль- но плоские цельносварные мембранные элементы 6, которые закреплены в трубной решетке Т через переходные втулки 8 газо- отводящими трубками 9, Отводящий патрубок имеет по длине отверстия (перфорация) 10. Перфорация 5. 10 выполнена неравномерно из .соображений поддержания постоянства скорости течения во всех рядах отверстий. Крышка 11 корпуса снабжена патрубком для отвода водорода 12. Крышка 11 и решетка 7 камеру исходной смеси и высокого давления 14.

В случае необходимости увеличения длины подводящего канала, например, при назначении, режимов с,высокой степенью У1звлечения водорода из смеси или при использовании исходной смеси с малым содержанием водорода, мембранные элементы м огут располагаться в аппарате в два или три ряда (фиг.З, 4). При этом в периферийных рядах для улучшения компактности аппарата эяементы могут закрепляться 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).

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 мембранные элементы. Продиффундировавший внутрь элементов водород через газоотво- дящие трубки 9 попадает в камеру низкого давления 13, откуда через патрубок 12 выводится из аппарата.

5 Непродиффундировавший водород в смеси с другими примесями в виде балластного газа через перфорированный центральный отводящий патрубок 3 также выводится из аппарата.

0 . Радиальная (или под одинаковым углом к радиусу) компановка мембранных злемен- тов внутри корпуса, способ подачи исходной смеси на элементы противотоком отводимому по флажковой части водороду

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

0 Формула из обретения

Мембранный аппарат для выделения водорода из газовых смесей, содержащий корпус с подводящим м отводящим патрубками, трубную решетку, разделяющую кор- 5 пус на камеру исходной смеси и камеру сбора продукта, и размещенные в камере исходной смеси мембранные элементы с га- ЗООТ80ДЯЩИМИ трубками, закрепленными в трубной решетке, отличающийся тем, 0 что, с целью повышения производительности, в камере исходной смеси вокруг мембранных элементов установлен кожух с перфорированными .стенками и газонепроницаемым днищем, патрубок подвода сме- 45 си укреплен в днище корпуса, патрубок отвода смеси установлен внутри патрубка подвода смеси, укреплен в днище кожуха и снабжен перфорированной трубкой, распо- ложенной по оси камеры исходной смеси, а 50 мембранные элементы выполнены в форме флажков, направленных внутрь .камеры исходной смеси.

д-л

Изобретение относится к технике разделения водородг.одержащих газовых смесей методом селективной диффузии через металлические мембраны. Цель изобретения- повышение 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 водород- еодержащего 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. А ил. fi 45 Ла.1

Фиг. 2

Фие.:3