Способ разделения газов посредством диффузии через пористую перегородку и устройство для осуществления способа Советский патент 1949 года по МПК B01D53/22 

Изобретение касается способа для разделения газов посредством диффузии.

Устройства, в которых разделение газовой смеси осуществляется в несколько ступеней, путем пропуска смеси через ряд пористых перегородок, известны.

В предлагаемом устройстве отсутствует эта многоступенчатость, а разделение происходит в пропессе пспрерывнсго обогащения смеси одним из компонентов по мере движения газового потока вдоль пористой перегородки.

Принципиальная схема устройства изображена на фиг. 1; на фиг. 2 показан усложненный ее вариант.

Устройство представляет собой емкость, разделенную пористыми перегородками 1, 2 н 3 па четыре камеры 4, 5, 6 и 7.

По обе стороны устройства установлены возбудители 8 w. 9 движения газов (вентиляторы или газодувки).

Смесь газов, состоящая из двух компонентов, отличающихся по молекулярному весу, подается в камеры 4 и о через щтуцеры 10 и // и движется вдоль пористой перегородки 1 противотоков в направлениях, показанных на чертеже стрелками.

Через щтуцер 12 в камеру 4 нагнетается компонент М газовой смеси с больщим молекулярным весом, а через щтуцер 13 в камеру 5- компонент m с меньщим молекулярным весом.

Соответственно сказанному, парциальное давление компонента М в камере 4 окажется больше, чем в камере 5, и потому пз камеры 4 в камеру 5 диффундирует, главным образом, компонент М. По мере продвижения газового потока по камере 4 вдоль пористой перегородки / происходит постепенное обогащение газовсй смеем компонентом т. Обогащение компонентом происходит также и вследствие того, что из камеры 5 в камеру 4 диффундирует, главным образом, компонент ш. Таким образом, в конце камеры 4 перед перегородкой 2 находится газ, значительно обогащенный компонентом т. При прохоледении, этого газа через пористую

перегородку 2 происходит догкхшнте.гьное обогащение газа компонентом гп, так как при ус.ювип отсутствия значительной разности нарциальных давлений /-HI по обе стороны перегородки моле, i-аза меньшего молекулярного веса скорее диффундируют сквозь нористую перегородку, чем газ, имеклций высокий молекулярный вес. Поэтому в-камере 6 газ состоит почти целиком из одного компонента т, который отсасывается вентилятором 8 в виде готового продукта. Часть того газа, как сказано вьнпе, паправляется обратно в аппарат через ихтуцер }3, а часть-выводится из цикла.

Аналогично происходит обогапхепие более тяжелым компопетом М г; ЗОво1Ч) потока, двигаюп1е1Ч)ся вдоль перегородки / в камере 5. Частичный отбор тяжелого компопеита производится здесь через штуцер 14, а остальная часть газов перекачивается через штуцер 12 в камеру 4.

Подача смеси газа, подлежащего разделению, производится в камеру 4 или в камеру 5, или в обе камеры одновременно. При этом положении штуцеров 10 и // выбирается не произвольно, а из условия равенства составов газового потока, двигающегося вдоль перегородки /, и состава ис.ходной смеси.

Возбудители движения газов могут быть поставлены как на концах аппарата, так и около середины аппарата, в последнем случае разде. яемые газы могут засасываться тем же возбудителем движения, который применяется д:1я перемещения их внутри аппарата (согласпо фиг. 2). На фиг. 2, помимо пористых перегородок, показаны служащие для регулирования разности парциальных давлений компонентов по обе стороны порпстой перегородки / допо.-шительные испроппцаемые перегородки 15, которые образуют несколько камер 16, 17, 18, 19. Газы из камер 16, 17 отсасываются вентилятором и направляются в соответствующие точки камеры 5, а газы из камер 18, 19 цаправляются Б камеру 4.

Таким образом, помимо возврата в цикл части готовых продуктов

разде; епия, в этом случае применен перепуск частп промежу1Очных продуктов, что .может оказаться необходимым для достижения заданной степени разделения. Подобного рода иенроницаемыс перегородкн можно сделать и в устройстве, выполненном в виде одного аппарата (см. фиг. 1).

Предмет изобретения

1.Способ разделения газов посредством диффузии через пористую перегородку, о т л и ч а ю пл и и с я тем, что, с целью непрерывного обогашепия газов одни.м из компонентов смеси, применен противоток газовых потоков, разделенных пористой перегородкой, в результате чего, по мере продвижения газового потока, по одну сторону перегородки происходит непрерывное обогащеиие его компонентом малого молекулярного веса, а по другую сторону перегородки-компонентом большого молекулярного веса.

2.Прием выполнения способа по п. 1, отличающийся тем, что, с целью регулирования процесса диффузии и с целью поддержания материального баланса процесса в соответствии с заданпыми конечными коицентрадиями продуктов разделения, применен частичный возврат продуктов разделения в соответствующие зоны устройства.

3.Устройство для осуществления способа по пп. 1 и 2, отличаюП1 е е с я тем, что оно выполнено в виде кожуха, разделенного пористыми перегородками /, 2 и 5 на четыре части, причем подлежащая разделению смесь вводится одновремепно в камеры 4 5 или в одно из этих пространств, а продукты разделения выводятся из камер ff и 7 и частично возвращаются в каме|)ы 4 5.

4.В устройстве по п. 3 применепие дополнительного переиуска части промежуточных продуктов из камеры 5 в камеру 4, для чего в камере 4 непроницаемыми перегородками 15 образованы камеры 18 и 19, из которых газы перепускаются в камеру 4, с целью повышения разности парциальных давлений разделяемых компонентов в камерад - и 5,