Хроматографический способ обогащения и разделения примесей в смеси газов Советский патент 1976 года по МПК G01N27/72 B01D15/08 

Волну скоростей осуществляют на основе движения вдоль слоя сорбента волны температур, температура в которой воэрас тает по направлению движения потока гаэоносителя и температурного поля.

Для этого по вертикальной колонке с сорбентом непрерьгано пропускался сор6и-«. руюшийся гаэоноситель. сорбирующиесяпримеси либо дозируются в колоюсу, ли-) бо уже присутствуют в газоносителе.

Вдоль колонки с сорбентом, насьпценным газоносителем, сверху вниз движутся по- Следовательно соединенные .электропечь и холодильник, создавая нужное температурное поле. Это поле приводит к образованию движущейся ВОЛНЫ; скоростей газоноситбля вследствие изменения его адсорбиру ости с температурой. Направление градиента tKopdcTH в волне противоположно направлению Йьижения; волны скоростей и потока газоносителя.

Примеси, адсорбирующиеся хуже газоносителя, концентрируются при своих характеристических скоростях в волне скоростей, образованной газоносителем.

Уравнение этой волны имеет вид:

f-t-(fft).

где Х,Т, Г - текущие значения линейной скорости, температуры и коэффициента Генри газоносятвля;

VO,TQ, Г - значение этих величин в начале колонки,

W - скорость движения температурного поля и волны скоростей.

Рассмотрение теории концентрирования полосы в хромареографии приводит к следующим уравнениям для коэффициента обогащения О:

а)в режиме, подобном хроматермогра.фическому:

/ °,. .

б)в режиме,; подобном: теплодинамичес- кому:

)T(i-ar.),

где L - длина слоя сорбента; 8 - градиент скорости; Н-ВЭТТ;

/(Q - первоначальная щирина полосы; Д - коэффициент диффузии;

отношение линейной скорости газоносителя к скорости движения температурного поля и волны скоростей

Г - коэффициент Генри рпределяемого компонента. Способ обогащения и разделения легких примесей проводят при нейр ьшном пропускании смеси через хроматографическую колонку на примере, следующих систем: примесь аргона в азоте, примеси гелия, азота и метана в двуокиси углерода, .

Хроматографичся;кай«сйИ)йка представляет собой стеклянную трубку с внутренним

диаметром 3мм, наполненную сорбентом. В качестве сорбента для первой смеси используют молекулярные сита 5 А, для второй - активированный уголь СКГ. Длина слоя сорбенза -1м.

Вдоль хроматографической .колонки сверху вниз в направлении потока газоносителя движутся последовательно соединенные элект ропечь и холодильник в форме змеевика (: водным охлаждением, приводимые в движение моторчиком Уоррена.

После прохождения хроматографической колонки волной скоростей детектор (в качестве которого использовался катарометр) регистрирует пики обогащенных легких ком-

понентов.

На фиг. 1 изображена хроматограмма примеси аргона в азоте; на фиг. 2 и 3 - хроматограммы примесей гелия, азота и метана в двуокиси углерода.

Из фиг, 2 видно, что пик метана хорошо отделяется от других,а пики гелия и азота разделяются неполностью.

Для улучшения разделения легких компонентов смеси печь останавливают на рас-

стоянии 17 см от конца слоя сорбента. На этой длине происходит .алюентное разде-. ление компонентов (фиг.ЗК.

По ширине пиков был рассчитан коэффициент обогащения О примеси аргона в

азоте. При данных условиях опыта .

Формула изобретения

Хроматографвгаеский способ обогащения ц разделения примесей в смеси газов, заключа1Ьщийся в разделяемой смеси в колонку в непрерывном потоке газоноси- теля при воздействии на смесь фвижущего-;.:

ся температурного поля с градиентным распределением температур, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности обогащения и разделения легких примесей,в качестве газоносителя используют вещества, обладающие большей адсорбируемостью, чем анализируемые примеси, а процесс осуществл$&от прИ) направлении градиента температурного поля, совпадающем с направление потока газоносит

nufi it п ю 9 $7 6 5

Фиг.1 J г 1 ff

У О 12 11 Ю 9 9 76 i,Mi//f

fue. 2