DE3418972C2

DE3418972C2 -

Info

Publication number: DE3418972C2
Application number: DE19843418972
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. Dr. 5162 Niederzier De Ringel; Martin Dipl.-Ing. 5000 Koeln De Messler
Original assignee: Kernforschungsanlage Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1984-05-22
Filing date: 1984-05-22
Publication date: 1988-03-17
Also published as: DE3418972A1; JPS60260411A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenes Verfahren zum adsorptiven Abtrennen von Krypton aus einem neben Krypton insbesondere Stickstoff enthaltenden Gasgemisch in einer Adsorptionssäule.

Das Abtrennen von Krypton aus einem Gasgemisch ist vor allem aus dem Abgas einer Wiederaufarbeitungsanlage für abgebrannte Kernbrennelemente wegen der Strahlungsaktivität des Kryptonisotops Kr-85 erforderlich, das bei Wiederaufarbeitung des Kernbrennstoffes frei wird. Das Kryptonisotop Kr-85 ist ein β -Strahler mit einer Halbwertszeit von 10,7 Jahren und ist im Kryptonisotopengemisch mit einem Anteil von 7 Vol.-% enthalten. Für Krypton als Edelgas bieten sich nur physikalische Abtrennprozesse an, von denen sich die Adsorptionen des Kryptons an Adsorptionsmitteln, wie Aktivkohle oder Molekularsieb, wegen ihrer sicheren und zuverlässigen Betriebsweise für die Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen bevorzugt eignet. Die Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen erfordert das Arbeiten in Heißer- Zellen-Technologie, d. h. also in Räumen, die gegen den Austritt radioaktiver Strahlung abgeschirmt sind und Arbeitsvorgänge nur ferngesteuert oder über Manipulatoren verrichtet werden können.

Es wird deshalb eine einfache Handhabung der Adsorptionsanlagen angestrebt.

Im Abgas einer Wiederaufarbeitungsanlage sind neben Krypton und Stickstoff, letzterer als Bestandteil von in die Wiederaufarbeitungsanlage eingeführter Luft, noch Gasbestandteile wie NO_x , Aerosole, Jod, Wasserdampf und Sauerstoff enthalten. Vor der Kryptonabtrennung ist das Abgas deshalb vorzureinigen, wobei zunächst die NO_x -Anteile, Aerosole und Jod, später das restliche NO_x , Wasserdampf sowie schließlich Xenon abgetrennt werden. Das restliche Abgas weist Krypton mit einem Anteil von etwa 0,1 Vol.-% und im wesentlichen Stickstoff mit einem Anteil von 80 Vol.-% auf. Aus diesem Gasgemisch soll Krypton weitgehend isoliert gewonnen werden, um das abzuspeichernde Restvolumen soweit wie möglich zu reduzieren. Die Verunreinigung des abzuspeichernden Kryptons - beispielsweise durch Restanteile von Stickstoff, Sauerstoff, Xenon - soll insgesamt nicht mehr als 10 Vol.-% betragen.

Zur adsorptiven Trennung von Krypton ist es aus DE-PS 22 10 264 bekannt, eine mit Aktivkohle gefüllte Adsorptionssäule zu verwenden, die mit Krypton bis zum Kryptondurchbruch beladen wird. Das adsorbierte Krypton wird aus der Adsorptionssäule durch eine kombinierte Unterdruck- und Spülgasdesorption gewonnen. Nachteilig sind bei diesem Verfahren einerseits die zur Desorption erforderliche zeitlich lange Pumpphase sowie andererseits verhältnismäßig geringe Anreicherungsfaktoren, die bei Desorption der Säule für Krypton im Spülgas erreicht werden. Ein ähnliches Trennverfahren mit Adsorption und Desorption bei Temperatur- und Druckwechsel wird in DE-OS 26 55 936 beschrieben. Bei diesem Verfahren werden allerdings die Edelgase Krypton und Xenon gemeinsam in einer Adsorptionssäule abgeschieden.

Aus DE-OS 23 26 060 ist ein Verfahren mit kontinuierlicher Abtrennung von Krypton bekannt, bei dem das Adsorptionsmittel eine vom Abgas durchströmte, gekühlte Adsorptionskammer und anschließend eine aufgeheizte, die adsorbierten Gasbestandteile freigebende Desorptionskammer durchwandert. Die desorbierten Edelgase Krypton und Xenon werden in einer Rektisorptionsstrecke getrennt. Die erreichbare Trennleistung hängt bei diesem Verfahren sehr wesentlich von den Adsorptionseigenschaften des Adsorptionsmittels ab.

Aufwendig ist auch ein weiteres Adsorptionsverfahren, das in einer internationalen Patentanmeldung beschrieben ist, die vom Deutschen Patentamt unter der Nr. DE-OS 30 49 761 A1 veröffentlicht wurde. Bei diesem Verfahren werden in aufeinanderfolgenden Prozeßstufen mit mindestens jeweils zwei Adsorptionssäulen nacheinander zunächst das Xenon, dann Sauerstoff und schließlich Krypton vom Abgas getrennt, so daß am Ende der Adsorptionsschritte reiner Stickstoff übrig bleibt. Zur Durchführung dieses Verfahrens werden ausschließlich zum Teil speziell präparierte Molsiebe eingesetzt.

Ein weiteres Abtrennverfahren wird von H. Jüntgen et al in "Kerntechnik", 1978, Seiten 450 ff. beschrieben. Bei diesem Verfahren werden Xenon und ein Krypton/Stickstoff-Gemisch der Adsorptionssäule getrennt entnommen. Die Desorption erfolgt unter Anwendung von Vakuum. Der dabei erzielte geringe Spülmittelverbrauch ist mit erheblichem apparativen Aufwand verbunden.

Eine hohe Anreicherung des Kryptons im zu reinigenden Gasgemisch und eine Trennung durch Anwenden der Gaschromatographie ist aus DE-OS 32 14 825 bekannt. Eine weitere Vereinfachung zum Abtrennen von Krypton aus dem Abgas wird angestrebt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Abtrennen von Krypton aus einem neben Krypton, im wesentlichen Stickstoff enthaltenden Gasgemisch zu schaffen, bei dem in einfacher Verfahrensführung eine hohe Trennleistung erzielbar ist und Adsorptionsschritte zur Kryptontrennung ausreichen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Die Adsorptionssäule wird bei geschlossenem Gasausgang unter steigendem Gasdruck mit dem Gasgemisch in der Weise beladen, daß Krypton vom Adsorptionsmittel nur teilweise adsorbiert wird und unter Berücksichtigung der Wandergeschwindigkeiten des adsorbierten Kryptons und Stickstoffes bei Desorption der Adsorptionssäule mit Helium als Spülgas zunächst nur Stickstoff mit Helium, später Krypton mit Helium vom Gasausgang der Adsorptionssäule entnehmbar ist. Die Wandergeschwindigkeiten der adsorbierten Stoffe sind im wesentlichen von Temperatur, von der Art des Adsorptionsmittels und der Spülgasgeschwindigkeit abhängig. Für die Wandergeschwindigkeiten von Krypton v _Kr und von Stickstoff v _N im Adsorptionsmittel ergeben sich Werte v _Kr <v _N .

Die Adsorptionssäule wird also bei Desorption von Stickstoff schneller durchwandert als von Krypton. Ausgehend von diesem Unterschied der Wandergeschwindigkeiten ist für eine Adsorptionssäule, die, wie eingangs angegeben, in Strömungsrichtung des Gasgemisches oder des Spülgases gesehen über eine Länge L mit Adsorptionsmittel gefüllt ist, eine maximale Beladbarkeit mit Krypton über eine Teillänge L ₀ gegeben, die so bemessen ist, daß der Stickstoff die Adsorptionssäule bereits verlassen hat, ehe am Ausgang das Krypton mit Helium erscheint. Die Teillänge L ₀ wird experimentell ermittelt.

Wird das Adsorptionsmittel in der Adsorptionssäule durch Drucksteigerung bis zu einem von der Teillänge L ₀ abhängigen Gasdruck dann bis zu dieser Teillänge mit Krypton beladen und anschließend mit Helium desorbiert, so tritt am Ende der Adsorptionssäule mit dem Spülgas zunächst der gesamte adsorbierte Stickstoff mit Helium und im Anschluß daran mit dem Spülgas Krypton aus.

Der maximal einstellbare Gasdruck des Gasgemisches beim Beladen der Adsorptionssäule ist durch die maximale Beladbarkeit der Adsorptionssäule mit Krypton bis zur Teillänge L ₀ experimentell ermittelbar. Für den Fall, daß bei der technischen Durchführung zu berücksichtigende Randbedingungen eine Einstellung des erforderlichen maximalen Gasdrucks zur Füllung der Adsorptionssäule nicht erlauben, ist es möglich, durch teilweises Öffnen des Gasausganges soviel Gasgemisch in die Adsorptionssäule einzuleiten, daß das Adsorptionsmittel mit Krypton bis zur vorgegebenen Teillänge L ₀ der Adsorptionssäule beladen wird.

Als Spülgas ist Helium vorteilhaft, da sich Helium und Krypton durch Ausfrieren des Kryptons in einfacher Weise wieder voneinander trennen lassen. Gemäß der Erfindung ist es nicht notwendig, die Adsorptionssäule vor erneuter Beschickung mit zu trennendem Gasgemisch vollständig von adsorbiertem Krypton zu reinigen. Vielmehr wird bei erneuter Beladung der Adsorptionssäule der Gasein- und Gasausgang miteinander vertauscht, so daß jeweils der Adsorptionssäule neu zuzuführendes Gasgemisch an der Stelle in die Adsorptionssäule einströmt, an der zuvor das desorbierte Spülgas/ Krypton-Gemisch entnommen worden war. Das an dieser Stelle der Adsorptionssäule nach Desorption noch vorhandene Krypton wird so beim nachfolgenden Trennvorgang mit abgeführt.

Eine Beladung der Adsorptionssäule in der vorbeschriebenen Weise durch Einstellen eines vorgegebenen Gasdrucks ist vorteilhaft bei Raumtemperatur durchführbar, Patentanspruch 2. Soll der Abgasdurchsatz gesteigert und der Heliumdurchsatz reduziert werden, kann dies durch Kühlung der Adsorptionssäule während des Beladevorganges erreicht werden, Patentanspruch 3. Desorbiert wird die Adsorptionssäule bei einem Druck, der geringer ist als der Gasdruck bei der Beladung. Zweckmäßig ist es, die Adsorptionssäule bei Atmosphärendruck zu entladen, Patentanspruch 4. Dabei kann ebenfalls bei Raumtemperatur gearbeitet werden. Eine raschere Desorption wird durch Aufheizen des Adsorptionsmittels erreicht.

Zur Durchführung des erfindunsgemäßen Verfahrens eignet sich eine Adsorptionssäule mit folgenden Merkmalen: Ausgehend von den bekannten Größen

v _Kr = Wanderungsgeschwindigkeit des Kryptons bei Desorption mit Spülgas V _N = Wanderungsgeschwindigkeit des Stickstoffs bei Desorption mit Spülgas L ₀ = Teillänge der Adsorptionssäule, die mit Krypton bei geschlossenem Gasausgang der Adsorptionssäule beladen wird; L ₀ ist abhängig vom Gasdruck, von Art und Temperatur des Adsorptionsmittels

ergibt sich für die Länge L der mit Adsorptionsmittel gefüllten Adsorptionssäule die Abschätzung

Die Erfindung und zweckmäßige Ausgestaltungen der Adsorptionssäule werden im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Die Figuren der Zeichnung zeigen im einzelnen:

Fig. 1 Fließbild einer Anlage zur Kryptonabtrennung mit alternierendem Betrieb mehrerer Adsorptionssäulen;

Fig. 2 Verlauf der Kryptonbeladung über der Länge L der Adsorptionssäule nach Fig. 1;

Fig. 3 Chromatogramm bei Desorption einer mit Krypton und Stickstoff beladenen Adsorptionssäule nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Anlage zur quasi kontinuierlichen Krypton-Abtrennung wiedergegeben. Die Anlage weist zwei Adsorptionssäulen 1 a, 1 b für Krypton auf, die beide mit Aktivkohle gefüllt sind. Die Adsorptionssäulen 1 a, 1 b werden im Wechsel betrieben, wobei innerhalb der Zeit, in der sich die eine Adsorptionssäule mit Krypton belädt, die andere mit Helium als Spülgas desorbiert wird. In der Anlage strömt über einen Zulauf 30 ein Gasgemisch ein, das neben Stickstoff in geringer Menge Krypton enthält. Eine für ein zu reinigendes Abgas, das aus einer Wiederaufarbeitungsanlage abströmt, notwendige Xenonabtrennung, die vorzuschalten wäre, ist in Fig. 1 nicht dargestellt.

Am Ende des Zulaufs 30 ist ein Drei-Wege-Ventil 31 angeordnet, das mit Leitungen 32 a, 32 b verbunden ist, über die das Krypton enthaltende zu reinigende Gasgemisch entweder in die Adsorptionssäule 1 a oder in die Adsorptionssäule 1 b einleitbar ist. In den Leitungen 32 a, 32 b befinden sich Drei-Wege-Ventile 33 a, 33 b, die beide an Spülgasleitungen 34 a, 34 b angeschlossen sind und Helium als Spülgas zur Desorption der Adsorptionssäulen 1 a, 1 b führen.

Die Adsorptionssäulen 1 a, 1 b sind jede mit einem Umschaltventil 35 a, 35 b verbunden. Diese Umschaltventile dienen dazu, die Adsorptionssäulen abwechselnd von verschiedenen Enden her zu beladen. In Fig. 4 ist das Umschaltventil 35 a in einer Ventilstellung dargestellt, bei der das zu reinigende Gasgemisch über einen Säulenanschluß 36 a in die Adsorptionssäule 1 a eingeführt wird. Beim Einströmen des Gasgemisches bleibt Absperrhahn 37 a in einer Abzugsleitung 38 a angeschlossen.

Ist die Säule mit Krypton gefüllt, wird das Drei-Wege-Ventil 33 a umgestellt und bei unveränderter Ventilstellung des Umschaltventils 35 a über den Säulenanschluß 36 a in die Adsorptionssäule 1 a als Spülgas Helium eingeleitet. Dabei ist der Absperrhahn 37 a geöffnet, und die desorbierten Gasanteile im Helium werden über die Abzugsleitung 38 a ausgetragen. Ist die Adsorptionssäule 1 a geleert, wird das Umschaltventil 35 a in die Stellung gedreht, in der in Fig. 1 das Umschaltventil 35 b dargestellt ist. Wird die Adsorptionssäule 1 a nun erneut beladen, so strömt das vom Krypton zu reinigende Gasgemisch über einen Säulenanschluß 39 a vom anderen Ende her in die Adsorptionssäule 1 a ein. Der Absperrhahn 37 a ist dabei wieder geschlossen.

Dieser wechselweise Betrieb der Adsorptionssäule - einmal Beschickung über den Säulenanschluß 36 a und Abzug des Spülgases mit desorbierten Gasanteilen über den Säulenanschluß 39 a, das andere Mal Beschickung der Adsorptionssäule über den Säulenanschluß 39 a und Abzug des Spülgases mit desorbierten Gasanteilen über den Säulenanschluß 36 a - hat den Vorteil, daß nach Desorption der Adsorptionssäule gegebenenfalls noch in der Adsorptionssäule verbliebene Kryptonreste beim nachfolgenden Adsorptions/Desorptions- Zyklus nicht das bei Desorption zuerst abströmende Helium/Stickstoff-Gasgemisch verunreinigen können, sondern gemeinsam mit dem danach abziehenden Helium/Krypton-Gasgemisch abgeführt werden. Die Kryptonreste verbleiben im Adsorptionsmittel nach jedem Desorptionsvorgang jeweils in der Nähe des Ausgangs der Adsorptionssäule und befinden sich somit in der nachfolgenden Adsorptionsphase in dem Bereich der Adsorptionssäule, in dem Krypton adsorbiert wird. Dieser wechselweise Betrieb der Adsorptionssäule verringert die Anforderungen, die an den Reinheitsgrad der Adsorptionssäule nach Desorption zu stellen sind.

Zur Abtrennung von Krypton und Stickstoff mündet die Abzugsleitung 38 a in einem Drei-Wege-Ventil 40 a über das einerseits über Leitungen 41 a und 42 das mit Stickstoff beladene Spülgas zu einem Gasreiniger 43 zu führen ist und andererseits das mit Xenon beladene Spülgas nach Umschalten in eine Kryptonleitung 44 a und 45 abströmen kann. In der Kryptonleitung 45 befindet sich eine Membranpumpe 46, mit der das mit Krypton beladene Spülgas aus den Adsorptionssäulen absaugbar ist. Das Krypton wird in eine Lagerflasche 47 eingefüllt. Die Lagerflasche 47 wird in einem mit flüssigem Stickstoff gefüllten Bad 48 in der Weise gekühlt, daß das Krypton in der Lagerflasche kondensiert. Das dabei gasförmig zurückbleibende Helium wird über eine Rückführleitung 49 in den Spülgaskreislauf zurückgeführt. Zur Aufrechterhaltung des Spülkreislaufes dient eine Membranpumpe 50. Von der Membranpumpe wird auch das im Gasreiniger 43 gewonnene Helium abgesaugt. Hierzu ist die Membranpumpe 50 an eine vom Gasreiniger wegführende Heliumleitung 51 angeschlossen, in die die Rückführleitung 49 mündet.

Im Ausführungsbeispiel wird der Gasreiniger 43 mit flüssigem Stickstoff gekühlt. Der dabei vom Helium/Stickstoff-Gemisch als Kondensat abgetrennte Stickstoff wird über eine Stickstoffleitung 52 abgeführt.

Während der Desorptionsphase der Adsorptionssäule 1 a wird in der Adsorptionssäule 1 b für weiteres, über den Zulauf 30 zuströmendes Stickstoff/ Krypton-Gasgemisch die Adsorption durchgeführt. Während des Einströmens des zu reinigenden Gasgemisches ist ein Absperrhahn 37 b geschlossen, der analog zur Adsorptionssäule 1 a in einer Abzugsleitung 38 b angeordnet ist. In der in Fig. 1 gezeigten Stellung des Umschaltventils 35 b strömt das zu reinigende Gasgemisch über einen Säulenanschluß 39 b in die Adsorptionssäule 1 b ein. Wird nach Adsorption der Gasanteile Stickstoff und Krypton am Adsorptionsmittel der Adsorptionssäule ein Drei-Wege-Ventil 33 b umgeschaltet, das in der Leitung 32 b vor dem Umschaltventil 35 b eingesetzt ist, und damit aus einer Spülgasleitung 34 b bei geöffnetem Absperrhahn 37 b als Spülgas Helium durch die Adsorptionssäule 1 b geleitet, durchströmt das zunächst nur Stickstoff mit sich führende Spülgas über einen Säulenanschluß 36 b aus der Adsorptionssäule 1 b ab. In dieser Phase ist ein Drei-Wege- Ventil 40 b am Ende der Abzugsleitung 38 b so eingestellt, daß das Helium/Stickstoff-Gemisch über eine Leitung 41 b in die Leitung 42 und damit zum Gasreiniger 43 geführt wird. Strömt vom Ausgang der Adsorptionssäule 1 b Helium mit desorbiertem Krypton ab, so wird das Drei-Wege- Ventil 40 b umgestellt und mit einer Kryptonleitung 44 b verbunden. Das Helium/Krypton-Gemisch strömt dann - gefördert von der Membranpumpe 46 - über die Kryptonleitung 45 zur Lagerflasche 47. In der Lagerflasche 47 wird das Krypton, wie bereits beschrieben, abgetrennt.

Nach Adsorption bei steigendem Gasdruck in den Adsorptionssäulen wird die Desorptionsphase durch Öffnen der Absperrhähne 37 a, 37 b eingeleitet, wobei zunächst Stickstoff, dann ein Helium/Stickstoff- Gemisch und danach ein Helium/Krypton-Gemisch aus den Adsorptionssäulen abströmt. Die Anlage nach Fig. 1 arbeitet quasi kontinuierlich, wobei die Adsorptionssäulen alternierend adsorptiv oder desorptiv betrieben werden. Als Endprodukte fallen Krypton und Stickstoff an. Das Spülgas Helium wird im Kreislauf geführt.

Für Aktivkohle als Adsorptionsmittel lassen sich bei Raumtemperatur und 1 Atm bei einer Strömungssgeschwindigkeit von Helium als Spülgas von 10 m/sec bezogen auf den ungefüllten Querschnitt der Adsorptionssäule (sogenannte Leerrohrgeschwindigkeit) für Krypton und Stickstoff mittlere Wandergeschwindigkeiten von v _Kr = 5 cm/sec und V _N₂ = 10 cm/sec ermitteln. Für diese Werte ergibt sich als erste Abschätzung für die Länge L der Adsorptionssäule nach oben angeführter Beziehung

In Fig. 2 ist der Verlauf der Krypton-Beladung in einer Adsorptionssäule 1 a oder 1 b gezeigt, die im Ausführungsbeispiel einen Säulendurchmesser von 2 cm aufweisen und über eine Länge L von 50 cm mit Aktivkohle als Adsorptionsmittel gefüllt sind. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß jede Adsorptionssäule über ihre Länge L (aufgetragen auf der Abszisse, im Diagramm nach Fig. 2) sägezahnförmig mit Krypton beladen ist und Krypton vom Adsorptionsmittel nur bis etwa zur Hälfte der Länge L der Adsorptionssäule, nämlich bis zur Länge L ₀ von 25 cm adsorbiert worden ist. Um die adsorbierte Kryptonmenge je Längeneinheit der Adsorptionssäule feststellen zu können, wurden dem zu reinigenden Gasgemisch 0,6 Millicurie Krypton-85 pro dm³ Gasgemisch zugesetzt. Die vom Adsorptionsmittel zurückgehaltene Kryptonmenge konnte so mittels Strahlungsmeßgeräten ermittelt werden, die an der äußeren Wandfläche der Adsorptionssäule 1 entlanggeführt wurden. Mit dem Strahlungsmeßgerät wurde die Zählrate in Impulse pro Sekunde (IPS) gemessen. Die Zählrate ist in Fig. 2 auf die Ordinate des Diagramms aufgetragen.

Jede Adsorptionssäule 1 a oder 1 b wird mit dem zu reinigenden Gas bei geschlossenem Absperrhahn 16 unter Drucksteigerung mit Krypton beladen. Das im Ausführungsbeispiel einströmende Gasgemisch wies im wesentlichen Stickstoff mit einem Kryptongehalt von 0,1 Vol.-% auf. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Adsorptionssäule bei einer Temperatur von 22°C und einem Druck von 4,5 bar wie bereits angegeben etwa bis zur Hälfte mit Krypton beladen war. Diese Beladung der Adsorptionssäule ermöglichte bei nachfolgender Desorption mit Helium als Spülgas die Auftrennung von Stickstoff und Krypton am Ausgang 15 der Adsorptionssäule. Die erreichte Trennung ist in einem Chromatogramm in Fig. 3 dargestellt.

Zur Entladung und Desorption werden die Adsorptionssäulen auf Normaldruck, also auf einen Druck von einer Atmosphäre (Atm) entspannt und dann mit Helium durchspült. In Fig. 3 sind die Anteile von Stickstoff und Krypton im Spülgas über der Spüldauer aufgetragen. Im Chromatogramm sind auf der Abszisse die Spüldauer in Minuten (min), auf der Ordinate der Stickstoff- und Kryptonanteil im Spülgas in vpm (Volumenanteile pro 10⁶) angegeben.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß aus einer Adsorptionssäule mit dem Spülgas zunächst nur Stickstoff abgeführt wird und erst nach etwa 10 Minuten Spüldauer im Spülgas desorbiertes Krypton enthalten ist. Der Kryptongehalt im Spülgas steigt stetig bis zu einem Gehalt von etwa 2500 vpm nach etwa 30 Minuten Spüldauer an und sinkt dann nach insgesamt etwa 45 Minuten Spüldauer bis auf <1 vpm wieder ab.

Die Drei-Wege-Ventile 40 a, 40 b am Ende der Abzugsleitungen 38 a, 38 b sind somit nach Ablauf von 10 Minuten Spüldauer umzuschalten, damit das kryptonhaltige Spülgas über die Kryptonleitungen 44 a, 44 b in die Lagerflasche 47 überführbar ist. Zur Aufrechterhaltung des hierfür notwendigen Druckgefälles dient die Membranpumpe 46. Im Ausführungsbeispiel ist eine Adsorptionssäule etwa nach 45 Minuten Spüldauer desorbiert. Nach dieser Zeit ist sie also wieder beladungsfähig. Der Zyklus von Adsorption und Desorption der Adsorptionssäule betrug im Ausführungsbeispiel etwa 2 Stunden.

Eine Steigerung des Durchsatzes für zu reinigendes Gasgemisch in der Adsorptionssäule läßt sich durch Druckerhöhung in der Adsorptionsphase erreichen. Auch wird durch Kühlen des Adsorptionsmittels auf eine Temperatur unter Raumtemperatur im wesentlichen die vom Adsorptionsmittel adsorbierte Kryptonmenge gesteigert.

Claims

1. Verfahren zum adsorptiven Abtrennen von Krypton aus einem neben Krypton insbesondere Stickstoff enthaltenden Gasgemisch in einer Adsorptionssäule, die über eine in Richtung des einströmenden Gasgemisches sich erstreckende Länge L mit einem Krypton und Stickstoff adsorbierenden Adsorptionsmittel gefüllt ist und nach Adsorption der Gaskomponenten mittels eines gasförmigen Spülmittels desorbiert wird, das die Adsorptionssäule in gleicher Richtung wie das Gasgemisch durchströmt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Adsorptionssäule bei geschlossenem Gasausgang unter steigendem Gasdruck mit Gasgemisch soweit beladen wird, daß Krypton vom Adsorptionsmittel vom Gaseingang der Adsorptionssäule beginnend nur über eine solche Teillänge L ₀ der gesamten Säulenlänge L adsorbiert wird, daß bei Desorption der Adsorptionssäule mit Helium getrennt voneinander zunächst nur Stickstoff mit Helium, später Krypton mit Helium vom Gasausgang der Adsorptionssäule entnehmbar sind, und daß vor erneuter Beladung der desorbierten Adsorptionssäule deren Gaseingang und Gasausgang miteinander vertauscht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Adsorptionssäule bei Raumtemperatur beladen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Adsorptionssäule beim Beladen gekühlt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Adsorptionssäule bei Atmosphärendruck desorbiert wird.