Способ разделения газовой смеси на фракции Советский патент 1979 года по МПК B01D53/24 B04C5/00 

I

Изобретение относится к способу разделения газовой смеси на oTnanbjHbie с тавляюшие фракщп в соответствии с их молекулярным или атомным весом.

Известен способ разцеления газовых смесей на составляющие фракции под действием центробежных сил в кршческом вихревом потоке. Известный способ не дает .возможности разделять газовую смесь на фракции по их молекупярйь1М или атомным весам.

С целью разделения газовс по фракциям в соответствии с тс ь олекулярным или атомньм весом согласно изобретению газовую смесь подакг под давлежем Рнхоа -ЮОО мм рт, ст. при отношении давлений РЙХОД ВЫХОД в пределах 1,5-10 в максималшом диаметре вихревого потока в пределах

0,1-5 мм.Я е-йай

Для реализации способа изобретения используется устройство циклонного типа которое изображено на г. 1 зе; на фиг, 2 - разрез А-А г

Согласно изобретению установлено, что газовые смеси компонентов, от личаШ1Шхс| пЪ ЙЬ л ёкулярному или атокгаому весу, могут быть paaiaeлены на составляюише фракции в соответствие с их молекулярньтм или атомным весом, ес;ш газовую смесь подвергать действию центробежной силы в вихревом потоке конической формы, имеюшем диаметр не более 5 мм при абсолютном давлении га,за примерно 5-1ООО мм рт. ст. и пщ OTHOaierara давлений в пределах примерно 1,5-10. Отношение давлений определяеггся как отношение давле гая на входе к 11а5Шнй1она в:БГхОде из центральной части потока.

При таких рабочих условиях, которые чрезвычайно важны для процесса разделения, можноосуществлять отделение более высокомолекулярных фракций б пе м рийной части потока и более низкомолекулярньгх фракций в ценгральной части вихревого потока. Этот спссоб проет, не требует наличия оборудования

с перемещаюишмися дегаля и, не требует наличия оборудования для создания тяги газа и практически применим для. осуществления процесса в тгроизводCTseHHbJx условиях.

Если газовые компонентьг сильно отличаются друг от друга молекулярным или атомным весом, то можно достичь BbicoKoft степени разделения, в однся ступени циклона. Однако, если они имеют довольно близкие значения молекулярного И1Ш атомного веса, то необходимо осуществлять тфоцесс в несколько с тадий, извлекая на каждой стадии более высоко- молекулярную или более низкомолекуляр- ную фракцию и направляя ее на следующую ступень щгклрна. В случае отделейияйзсзтопов. Up,- от Ueja необходимо

использовать несколько сотен ступени 1шкло гаь1х установок для достижения достаточно высокой степени обогащения в центральной части вихревого потока.

Устройство, соответствующее изобретению, содержит корпус 1.с находящейся в нем разделительной камерой круглого сечения, имеющей Bepxmai и нижний концы и имеющей по крайней мере лищь у верхнего конца форму конуса с диаметром у нижнего конца максимум 5 мм и с диаметром у верхнего конца не менее 0,001 . Камера икгеет по крайней мере одно впускное отверстие 2 для газа, прокодягаее Через корпус и наход5пцееся ,у нгетшего конца камеры, расположеш ое таким образом, что создается тангенциальный поток из наружно части корпуса внутрь камеры, в результате образуется вихревой газовьй поток внутри камеры, направленньШ от нижнег ее конца к верхнему кощу. Компоненты газа с больи1им молекупярнь/м и атомны весом расп еделяютси у периферийной части вихревого потока, с ме№шим молекулярным или атом1 ым весом у цеТ1тральной части вихревого потока, причем в центре вихревого паго;са Aasnemiis газа ниже, чем по периферии потока. Выхлогтое отверстие 3, проходяшее через корпус, располсжено по- сси камеры у ее конца, вьгаускное отверстие 4, проходящее через корпус, р&сполох еко ,по оси камеры у верхнего ее кошш. Через BbmycicHoe отверстие 4, находящееся у верхнего камеры, проходит периферийный вихревой поток, выходящий на камеры, а через выхлопноеотверстие 3, расположетшое у нижнего конца намерь, проходит централвный вихре™

вой raaoBbifi поток, пыходяпип из качтерЬ1. Компоненты с более низким молекулярным или атомным весом концентрируются впотоке, выходящем через выхлопное отверстие, расположетпгое у основания камеры, а компоненть с более высоким молекулярным или атоМным веCOW концентриру бтся в потоке, выходятем через выпускное отверстие 4, находящееся у,,, верхнего конца камеры.

Трубчатый дефлектор проходит от выхлопного отверстия 3 нижнего конца камеры внутри этой камеры цо точки, находящейся за пределами выхлопного отверстия (или впускны отверстий).для газа. Дефлектор . служит для отклонения газового потока от выхлопного отверстия у нижнего конца камеры и для усиления завихрения газа у нижнего конца камеры, а спедоватешэно и для усиления завихрения газового потока, проходящего через камеру к верхнему ее концу. Ориентация впускного отверстия 2 газа (или впускньгх отверстий) в тангегщнальном направлении. сообщает цикло1жческое и.ли вихревое движение вводимой газовой см.еси. Эти подводйщие отверстия удалены одно от другого на равное расстояние (если этих отверстий несколько) для создания равномерного вихревого потока. Обычно вполне досгтаточно бывает наличия двух шести . впускньвс отверстий для газа. Затем, когда газ вводится в камеру с вьгсокой скоростью, он двшкется вдоль закругленных стенок разделительной KaMspbij превращаясь в вихревой поток, направляющися по винтовой к верхнему кон цу камеры или к выпускному отвестию периферийной части псугока. Очень важно, чтобы вихревой поток, образующися в камере циклотгого устройства (а следовательно в камере разделения) имел йиаметр не более 5 мм, преимущественно 2 мм или менее Нижней предел этого диаметра обусловлен лищь пратическим использованием небояылих циклонов. Практически нижний предел диаметра может достигать 0,1 мм.

Длина камеры разделения не является критическим параметром, но она це доллша превыщать 200 мм, а также должна быть не менее 5 мм, и если форма камеры коническая, то диаметр ее в вернем конце должен быть, не менее 0,1мм

Согласно иаобретению установлено, что нельзя осуществить эффективного разделения газовых компонентов по та мо