Устройство для очистки газовой смеси

Полезная модель относится к области разделения газовых смесей с помощью полупроницаемых мембран и может быть использована в газовой, нефтяной, химической и других отраслях промышленности. Техническим результатом заявленного технического решения является повышение производительности и степени очистки газа за счет уменьшения габаритов и упрощения соединения патрубками соответствующих штуцеров. Данный технический результат обеспечивается за счет того, что в устройстве для очистки газовой смеси с помощью параллельно соединенных мембранных газоразделителей, содержащем по крайней мере два мембранных газоразделительных картриджа, смонтированные в корпусах со штуцерами, соединенными с соответствующими патрубками, в каждом корпусе, зеркально по отношению к центру, установлены по два мембранных картриджа, причем каждый картридж содержит цилиндрический пучок полых волокон и две торцевые заливки, в которых загерметизированы концы полых волокон, при этом на торцевой поверхности заливки, расположенной возле торцевой крышки модуля, концы загерметизированных полых волокон открыты таким образом, что позволяют потоку пермеата свободно выходить из внутреннего волоконного пространства пучка волокон картриджа, а в торцевой заливке на противоположном конце картриджа у центра модуля, концы полых волокон загерметизированы полностью, при этом штуцеры исходного потока и потока ретентата расположены в центральной части корпуса, перпендикулярно его оси, а штуцеры пермеата расположены в торцевых крышках корпуса. 1 ил.

Полезная модель относится к области разделения газовых смесей с помощью полупроницаемых мембран и может быть использована в газовой, нефтяной, химической и других отраслях промышленности.

Известны различные устройства для очистки газовой смеси с помощью мембранных газоразделителей. В частности, известно устройство для очистки газовой смеси с помощью параллельно соединенных мембранных газоразделителей, содержащее по крайней мере два мембранных газоразделительных картриджа, смонтированные в корпусах со штуцерами, соединенными с соответствующими патрубками. (Патент США 5429662, B01D 53/22, опубл. 1995 г.) указанное устройство выбрано в качестве ближайшего аналога.

К недостаткам известного устройства следует отнести большие габариты, особенно при наличии большого количества мембранных модулей, из-за сложной обвязки (большое количество патрубков, соединяющих соответствующие штуцеры).

Техническим результатом заявленного технического решения является уменьшение количества патрубков, соединяющих соответствующие штуцеры и, как следствие, более компактное размещение мембранных модулей устройства, что позволяет в ограниченном пространстве разместить большее количество модулей и повысить производительность установки и/или степень очистки газа.

Данный технический результат обеспечивается за счет того, что в устройстве для очистки газовой смеси с помощью параллельно соединенных мембранных газоразделителей, содержащем по крайней мере два мембранных газоразделительных картриджа, смонтированные в корпусах со штуцерами, соединенными с соответствующими патрубками, в каждом корпусе, зеркально по отношению к центру, установлены по два мембранных картриджа, причем каждый картридж содержит цилиндрический пучок полых волокон и две торцевые заливки, в которых загерметизированы концы полых волокон, при этом на торцевой поверхности заливки, расположенной возле торцевой крышки модуля, концы загерметизированных полых волокон открыты таким образом, что позволяют потоку пермеата свободно выходить из внутреннего волоконного пространства пучка волокон картриджа, а в торцевой заливке на противоположном конце картриджа у центра модуля, концы полых волокон загерметизированы полностью, при этом штуцеры исходного потока и потока ретентата расположены в центральной части корпуса, перпендикулярно его оси, а штуцеры пермеата расположены в торцевых крышках корпуса.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлен продольный разрез основной части устройства - мембранного газоразделителя без патрубков.

Устройство содержит расположенный цилиндрический корпус 1, в котором зеркально по отношению к центру установлены два картриджа 2. Каждый картридж содержит цилиндрический пучок полых волокон и две торцевые заливки 3 и 4, в которых загерметизированы концы полых волокон, при этом на торцевой поверхности заливки 3, расположенной возле торцевой крышки модуля, концы загерметизированных полых волокон открыты таким образом, что позволяют потоку пермеата свободно выходить из внутреннего волоконного пространства пучка волокон картриджа, а в торцевой заливке 4 на противоположном конце картриджа у центра модуля, концы полых волокон загерметизированы полностью, при этом штуцеры исходного потока 5 и потока ретентата 6 расположены в центральной части корпуса, перпендикулярно его оси, а штуцеры пермеата 7 расположены в торцевых крышках корпуса.

Устройство работает следующим образом.

Разделяемая газовая смесь поступает через патрубок и штуцер 5 в полость корпуса 1, где расположены газоразделительные картриджи 2. Отделяемая от газовой смеси часть газа (пермеата) проникает через полупроницаемое покрытие полых волокон в их внутренние каналы и из этих каналов через торцевые заливки 3 поступает в полости для пермеата и далее к штуцерам 7. Не проникший газ (ретентат) поступает к штуцеру 6.

Мембранный газоразделительный модуль используется для разделения газовой смеси с целью получения продукта, например, из воздуха азота, а также для осушки воздуха или природного газа и для удаления из природного газа иных примесей, например, гелия, водорода, углекислого газа и т.д.

Конструктивные особенности устройства для очистки газовой смеси за счет того, что в каждом корпусе установлены по два газоразделительных картриджа, позволяют уменьшить количество патрубков и значительно уменьшить габариты устройства в целом. Таким образом, на ограниченном пространстве удается разместить большее количество модулей, что ведет к повышению производительности установки и/или (в зависимости от схемы подключения модулей) к повышению степени очистки газа.

Устройство для очистки газовой смеси с помощью параллельно соединенных мембранных газоразделителей, содержащее корпус, штуцеры, соединенные с соответствующими патрубками и, по крайней мере, два мембранных газоразделительных картриджа, отличающееся тем, что в каждом корпусе, зеркально по отношению к центру, установлены по два мембранных картриджа, причем каждый картридж содержит цилиндрический пучок полых волокон и две торцевые заливки, в которых загерметизированы концы полых волокон, при этом на торцевой поверхности заливки, расположенной возле торцевой крышки модуля, концы загерметизированных полых волокон открыты таким образом, что позволяют потоку пермеата свободно выходить из внутреннего волоконного пространства пучка волокон картриджа, а в торцевой заливке на противоположном конце картриджа у центра модуля, концы полых волокон загерметизированы полностью, при этом штуцеры исходного потока и потока ретентата расположены в центральной части корпуса, перпендикулярно его оси, а штуцеры пермеата расположены в торцевых крышках корпуса.