Устройство для адсорбционного разделения газовой смеси

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДСОРБЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ, содержащее цилиндрический корпус, внутри которого размещены слой адсорбента и возвратно-поступательно движущийся поршень, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения энергозатрат на сжатие газа, слой адсорбента размещен внутри поршня, а на днище последнего установлен нагнетательньп! клапан.

союз советских социАлистичесних

РЕСПУБЛИН (19) (Ш

1(511 В 01 Р 53/14

ГОсудАРстВенный комитет сссР по делАм изоБРетений и откРытий (21) 1280309/23-26 (22) 24. 10 ° 68 (46) 30.03.85. Бюл. Р 12 (72) А.М. Архаров и И.А. Калинникова (71) МВТУ им. Н.Э. Баумана (53) 66.071.7(088.8) (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДСОРБЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ, содержащее цилиндрический корпус, внутри которого размещены слой адсорбента и возвратно-поступательно движущийся поршень, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения энергозатрат на сжатие газа, слой адсорбента размещен внутри поршня, а на днище последнего установлен нагнетательный клапан.

262845

6 т,-..тдрдтИ За.(B B 705/4 Тираж 659 Подписное ((тилитал тйл . патент т, г: УжгоРОД Ул е HPQBKTÁЗЯ 4

Изобретение относится к технике разделения газовьЪ(смесей адсорб— ционным методом.

Известны устройства поршневого типа, предназначенные для разделеНИЯ ГаЗОВОй СМЕСИ С ПОМОтт.вт(т аПСОРбентов,.соДержащие цилиндрический корпус, внутри ксторого размещены слой.ацсорбента и В0ВВраТ.-;О-..-,ступательно движущийся поршень.,,g

Б таких устройст вах рабочий 0:Ioé адсорбента являе гся Неподвижным . элементом, встроенным В рабочую поЛот Т Ц Ц(ИНДРа Б 0 НОВЕ iIРИНттт-Па Д й, У..

Вия УСТрОйСТВа ЛСжйт т .р зттЕСС адо("рбцн . т р онного разделения, который требует

ЗНаЧИтЕЛЬНЫХ ИЭМЕПЕНПй давттЕ:...-:.IÉ „ то

680 GTM) так как cTpIIE" íü чистоты получаемого продукта находится B прямои зависимости От конечнОГО >О давления сжатия газа.

С целью уменьшения энергоэа.трат

;Ia сжатие газа,, а также дт:-. уг.роще-ния конструкции предложено устройство, в.котором спой адсорбеп.а Р

РаЭМЕЩЕН ВНУТтРИ Г(ОРШНтт „а т{а ЦттИЩЕ последнего установлен нагне;агель-ный клапан, Б ОТЛИЧИЕ От ИЭВЕСти(тГО ;:" .Ротттст-Ва ПРИНЦИП ДЕИСТВИЯ. ПРЕ Гдатэа МОГСт

1тСТРОйСТВа. ттаз.ттŠ—,, ЕпттЯ С;„,BC(I 0:. НОВНН

Па РаЭЛИЧНОй СКОРОСттi ò-,.:(т, Рт-, .:,.т Га 0В (КОмпОнечтОтз смеси) В Г лоте::ij00«эбента и разной ско ости адсорбпни-Этот принцип цсйсI BII» не гребует больших степеней сжатия гаэя (сжати-. . газа необходимо только дття тoi"0,-. =.тобь: преодолеть гидравлическое сопротивление слоя адсорбента и нагяетгтель-ного клава-Ia) поэтому значительно снижаются энерго=,атваты. Кроме того, соединение рабочего слоя сдсорб=- BTB с .цвижущимся поршем упрощае«г т.онтаж и демонтаж устройс.тва, а значитель НОЕ Сннжен(IB BСТЕПЕнтт тт(«тт ттт i а Я облегчает конструкцию устройс Bà„

На чертеже схематическvi п=обра жено предлагасмое устройствс °

УСТрОИСТРО ЬЫГ(ОПНЕНО В .=, твт( цилиндрического корпуса 1 в :сото- .

РОМ ВОЗВРаТНО=ПОСТУПЯТЕЛЬНО,тт.вит(ЕТ ся поршень, заполненный адсорбен гом Э. Поршень .— пт ямоточный с ттстро1 енным самодействующим. Нагнетательным клапаном 4.

Устройство работает следующим образом.

Б начале цикла поршень находится в точке и, где рабочая полость ци" линдра заполнена исходной смесью . газов при давлении т, . При движении поршня влево газовая смесь сжимается до некоторого давления т

Когда поршень находится в точке Б, нагнетательный клапан 4 открывается под действием разности давлений до и после поршня. Если система газовая смесь-адсорбент выбрана такой, что скорости диффузии г".çîâ в старое адсорбента и скорости адсорбции существенно различны, то через нагнетательный клапан 4 сможет пройти только тот компонент смеси, который имеет наибольшую скорость. диффузии . и наименьшую скорость адсорбции. Подбирая соответствующим образом длину слоя адсорбента и время, в течение ко -oporo открыт нагнетательный кла«аВ, можно найти. эффективную степень разделения для выбранной систе.ы смесь-адсорбент.

При обратном ходе поршня от точки Г к точке I цавление B цилиндре падает и в рабочую полость цилиндра десорбируется задержанный. компонент .газовой смеси {один или несколько).

При этом клапан 5 открыт и чистый компонент, находящийся со стороны нагнетательного клапана 4, выталкивается поршнем из цилиндрической полости в систему. При следующем ходе поршня влего открыт клапан .6 и десорбированный компонент при давлении удаляется из рабочей полости ципинпра

Далее при ходе .поршня от точки к точке 5 происходит некоторое расширение оставшегося в цилиндре газа. а затем при открытии клапана.

7 — заполнение цилиндра исходной смесью.

Примерам применения предлагаемогоустройства может быть использование его для разделения таких смесей, как

0, + Ar, N, + Аг, Н, + N, на природных цеолитах типа Са-морденит, шабазит или на искусственном цеолите типа СаА.