Verfahren zur Anreicherung von Gasgemischen an Edelgasen mit höherem Molekulargewieht als Argon. Die Edelgase mit höherem Holekular- gewicht als Argon, also Krypton und genon kommen in der Natur, zum Beispiel in der Duft, nur in sehr geringer Konzentration vor.
Zur Herstellung dieser Gase bezw. zur Anreicherung von Gasgemischen an diesen Gasen sind bis jetzt hauptsächlich drei Ver fahren bezw. deren Kombinationen, und zwar fraktionierte Destillation, Adsorption und Diffusion durch poröse Wände oder durch ein Hilfsgas vorgeschlagen worden. Alle diese Verfahren sind aber umständlich und kostspielig hauptsächlich wegen der zu ge ringen Konzentration dieser schweren Edel gase in den anzureichernden Gasgemischen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Anreicherung von an den genannten schweren Edelgasen armen Gasgemischen an diesen oder einem der selben, welches von den obigen Verfahren völlig verschieden ist. Zum Anreichern wird erfindungsgemäss die Erscheinung der ther mischen Diffusion angewendet. Diese Er scheinung besteht darin, dass, wenn in einem mit einem Gasgemisch gefüllten Raume Temperaturdifferenzen vorhanden sind, diese Konzentrationsdifferenzen hervorbringen. Es wurde nun festgestellt, dass die genannten schweren Edelgase immer zu der kälteren Stelle strömen.
Wenn also ein an den schwe ren Edelgasen armes Gasgemisch der ther mischen Diffusion ausgesetzt wird und die kältere und die wärmere Fraktion gesondert aufgefangen und fortgeleitet wurden, so wird die Konzentration an schweren Edelgasen in der kälteren Fraktion grösser als im ursprünglichen Gasgemisch; das Gasgemisch ist also an schweren Edelgasen angereichert.
.Durch Wiederholung dieses Verfahrens, sei es durch öfteres Durchleiten des Gases durch denselben Thermodiffusor oder sei es durch Verwendung von mehreren ka.skadenartig geschalteten Thermodiffusoren, kann selbst verständlich ein Gasgemisch von beliebigem Gehalt an schwerem Edelgas hergestellt wer den.
Für die gewerbsmässige Ausgestaltung des Verfahrens ist es wichtig, dass die ther mische Diffusion nicht in geschlossenen Ge fässen ausgeführt zu werden brauchti son dern, dass das Gas den Diffuser kontinuier lich durchströmen kann. Der Diffuser muss in diesem Falle so ausgestaltet werden, ,dass der Temperaturgradient auf die Strömungs richtung des Gases senkrecht sei. Eine zweckdienliche Form hierzu ist eine Röhre mit einem Querschnitt in der Form eines länglichen Rechteckes, deren zwei parallele Seiten auf entsprechenden Temperaturen ge halten werden.
Für die gewerbsmässige Ausgestaltung des Verfahrens ist es aber noch wichtig, dass bei der thermischen Diffusion im Gegensatz zu den üblichen Diffusionsverfahren unter hohem Drucke gearbeitet werden kann, wo durch .grosse Gasmengen in verhältnismässig kleinen Apparaturen verarbeitet werden kön nen.
Der Gehalt .der angereicherten Fraktion an schweren Edelgasen hängt von der Konzen tration des Ursprungsgasgemisches an schwe ren Edelgasen, wie auch von den im Diffu ser angewendeten Temperaturen ab. Dabei ist es zweckmässig, möglichst grosse Tempe raturdifferenzen anzuwenden. In einer Aus führung erwies sich 300 C als höhere und 20 C als tiefere Temperatur als günstig, Wenn die Ursprungskonzentration an schwe ren Edelgasen klein ist, so kann durch mehr fache Wiederholung des Vorganges, indem die angereicherte Fraktion im selben oder aber auch in einem andern Diffuser einer neueren thermischen Diffusion unterzogen wird, ein Endprodukt von beliebiger Konzen tration gewonnen werden.
Process for the enrichment of gas mixtures with noble gases with a higher molecular weight than argon. The noble gases with a higher molecular weight than argon, ie krypton and genon, only occur in very low concentrations in nature, for example in fragrance.
To produce these gases respectively. for the enrichment of gas mixtures in these gases are mainly three Ver drive BEZW. combinations of these, namely fractional distillation, adsorption and diffusion through porous walls or through an auxiliary gas, have been proposed. However, all of these processes are cumbersome and expensive, mainly because of the low concentration of these heavy noble gases in the gas mixtures to be enriched.
The present invention relates to a process for the enrichment of gas mixtures which are poor in the heavy noble gases mentioned above in these or one of the same which is completely different from the above processes. According to the invention, the phenomenon of thermal diffusion is used for enrichment. This phenomenon consists in the fact that if there are temperature differences in a room filled with a gas mixture, these produce concentration differences. It has now been established that the heavy noble gases mentioned always flow to the colder point.
So if a gas mixture poor in the heavy noble gases is exposed to the thermal diffusion and the colder and the warmer fraction have been collected and transported separately, the concentration of heavy noble gases in the colder fraction is greater than in the original gas mixture; the gas mixture is therefore enriched in heavy noble gases.
By repeating this process, be it by passing the gas through the same thermal diffuser several times or by using several thermal diffusers connected in a ka.skaden-like manner, a gas mixture with any content of heavy noble gas can of course be produced.
For the commercial design of the process, it is important that the thermal diffusion does not need to be carried out in closed vessels but that the gas can flow continuously through the diffuser. In this case, the diffuser must be designed so that the temperature gradient is perpendicular to the direction of flow of the gas. A suitable shape for this is a tube with a cross section in the shape of an elongated rectangle, the two parallel sides of which are kept at appropriate temperatures.
For the commercial development of the process, however, it is still important that, in contrast to the usual diffusion processes, thermal diffusion can work under high pressure, where large amounts of gas can be processed in relatively small apparatuses.
The content of the enriched fraction of heavy noble gases depends on the concentration of the original gas mixture of heavy noble gases as well as on the temperatures used in the diffuser. It is advisable to use the largest possible temperature differences. In one implementation, 300 C was found to be higher and 20 C to be lower. If the original concentration of heavy noble gases is low, the process can be repeated several times by adding the enriched fraction in the same or in another Diffuser is subjected to recent thermal diffusion, an end product of any concentration can be obtained.