DE3872378T2 - Apparat zum trocknen feuchter gase. - Google Patents
Apparat zum trocknen feuchter gase.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Trocknen eines feuchten Gases unter Verwendung einer Wasserdampfdurchlässigen Membran.
- Es ist bekannt, daß Polymere von Perfluoräthylen-Schwefelsäure, die unter dem Handelsnamen Nafion von E. I. DuPont de Nemours erhältlich sind, die nützliche Eigenschaft haben, daß sie freigängig durchlässig für den Durchtritt von Wasserdampf sind, jedoch im wesentlichen undurchlässig für annähernd alle anderen Gase oder Dämpfe sind. Röhren und Membranen aus diesem Material werden daher verwendet, um Wasserdampf aus Gasgemischen oder aus fließenden Strömen eines Gasgemisches zu entfernen oder zu diesen hinzuzufügen.
- Ein Nachteil eines derartigen Perfluoräthylen-Schwefelsäure-Polymers besteht darin, daß es eine sehr starke Säure darstellt und in einem gewissen Umfang gegenüber Wärme instabil ist. Es kann beispielsweise nicht bei der Temperatur des kochenden Wassers von 100º C verwendet werden. Diese Temperaturbeschränkungen begrenzen den Gebrauch dieses Materiales zum Trennen von Gasen und Dämpfen aus einem Dunst oder Dampf.
- Obwohl es bereits vorgeschlagen worden ist, Perfluoräthylen-Schwefelsäure-Polymere zu neutralisieren, indem das Wasserstoffion der Schwefelsäure durch Natrium oder Kalium ersetzt wird, ist das sich ergebende Material, obgleich es eine höhere Wärmestabilität aufweist, erheblich weniger durchlässig gegenüber Wasserdampf.
- Es wurde gleichfalls vorgeschlagen, neutralisierte Perfluoräthylen-Schwefelsäure-Polymere in Alkali-Ionentauschermembran-Wasserelektrolysegeräten zu verwenden (vergleiche Journal of Applied Electro-Chemistry 10 (1980) 741-747, R.S. Yeo et al), wobei Natrium, Kalium oder Lithium Hydroxyd als Elektrolyt verwendet werden. Obwohl durch die neutralisierten Polymere eine erhöhte thermische Stabilität erreicht wurde, wurde deren Wasserdampfdurchlässigkeit nicht beachtet.
- Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Gas-Trocknungsgerät zu schaffen, welches eine Membran aus einem Material verwendet, die stabiler ist als das genannte Polymer, jedoch dennoch Wasserdampf-durchlässig ist.
- Gemäß der Erfindung wird ein Gerät zum Trocknen eines feuchten Gases geschaffen, welches eine Wasserdampf-durchlässige Membrane zum Trennen eines zu trocknenden Gases von einem Trocknungsmittel aufweist, wobei die Membran aus einem Perfluorkohlenstoff-Polymer hergestellt ist, welche Lithiumsulfatgruppen hat, die in kovalenter Weise mit seinem Kohlenstoffskelett verbunden sind.
- Das Lithium-Polymer ist nicht nur wärmestabiler, sondern gleichfalls neutral und hat eine geringere Reaktionswahrscheinlichkeit mit labilen Verbindungen oder eine geringere Wahrscheinlichkeit, durch Katalyse ihre Aufspaltung zu bewirken.
- Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das erfindungsgemäße Polymer ein Polymer aus Perfluoräthylen der folgenden Form:
- Jedoch können andere Perfluorkohlenstoff-Polymere verwendet werden, wie z. B.:
- Das Verfahren der Neutralisierung besteht in der Eintauchung eines Perfluorkohlenstoff-Schwefelsäure-Polymermaterials in eine Lithium-Hydroxyd-Lösung für einige Stunden, woraufhin ein Waschen mit Wasser und ein Trocknen folgt.
- Es ist daher eine geradlinige Angelegenheit, Produkte aus dem Lithium-neutralisierten Polymer herzustellen, da Produkte, die aus dem nicht-neutralisierten Polymer-Material hergestellt sind (wie beispielsweise Röhren, Membranen), ohne weiteres verwendet werden können und in eine Lithium- Hydroxyd-Lösung eingetaucht werden können, um Produkte mit verbesserter Stabilität herzustellen.
- Ein Ausführungsbeispiel eines Gastrocknungsgerät gemäß der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegende diagrammartige Zeichnung beschrieben, welche eine Längsschnittdarstellung durch das Gerät ist.
- Eine Röhre mit geringem Durchmesser und dünner Wandung, die von der Firma E. I. DuPont de Nemours unter dem Handelsnamen "Nafion" erhältlich ist, wird in Lithium-Hydroxyd für einige Stunden eingetaucht, bevor sie gewaschen und getrocknet wird. Die Schwefelsäuregruppen der ursprünglichen Röhre werden in Lithium-Sulfat-Gruppen umgewandelt.
- Die Röhre wird in Längenabschnitte 11 unterteilt, die verwendet werden, um das gezeichnete Gastrocknungsgerät aufzubauen. Dieses Gerät umfaßt einen Zylinder 10, der ein Bündel der Röhrenlängenstücke 11 umgibt. Die Röhrenlängenstücke erstrecken sich durch Enddichtungen 12 in dem Zylinder 10 und enden in Verbindungen 14, 15, die einen Strom eines feuchten Gases durch die Röhrenlängsabschnitte 11 hindurchlassen. Der Körper des Zylinders hat Eingangs- und Ausgangs-Verbinder 16, 17, die es gestatten, daß ein Trocknungsmittel an der Außenseite der Röhrenlängsabschnitte 11 angeordnet wird.
- Während des Betriebes durchläuft ein feuchtes Gas, wie beispielsweise Stickstoff und Dampf, die Röhrenlängsabschnitte 11 durch die Verbinder 14, 15 in der Richtung der Pfeile A. Das trockene Gas (die trockene Luft) läuft über die Außenseiten der Röhrenlängsabschnitte 11 durch Verbinder 16, 17 in Richtung der Pfeile B. Der Wasserdampf in dem feuchten Gasdampf durchläuft die Wände der Röhrenlängsabschnitte 11 in Richtung zu dem trockenen Gas; als Ergebnis ist das feuchte Gas in einem erheblichen Umfang getrocknet, wenn es das Gerät verläßt.
- Es hat sich herausgestellt, daß das Gerät in der gezeigten Form gut arbeitet, bei 100º C beständig ist und mit Dampf gesättigten Stickstoff oder andere Gase bei dieser Temperatur trocknet.
Claims (5)
1. Gerät zum Trocknen eines feuchten Gases mit einer
Wasserdampf-durchlässigen Membran (11) zum Trennen eines zu
trocknenden Gases von einem Trocknungsmittel, wobei die
Membran (11) aus einem Perfluorkohlenstoffpolymer
hergestellt ist, welche Lithiumsulfatgruppen hat, die in
kovalenter Weise mit seinem Kohlenstoffskelett verbunden
sind.
2. Gerät nach Anspruch 1, bei dem die Membran (11) aus einem
Perfluoräthylen-Schwefelsäure-Polymer, das mit
Lithiumionen neutralisiert ist, hergestellt ist.
3. Gerät nach entweder Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem
die Membran die Form einer Röhre (11) hat, durch welche
das zu trocknende Gas anordnungsgemäß fließt.
4. Gerät nach Anspruch 3, bei dem das Trocknungsmittel
angeordnet ist, um längs der Außenseite der Röhre (11) zu
verlaufen.
5. Gerät nach Anspruch 4, bei dem das Trocknungsmittel
gasförmig ist.
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1993
- 1993-10-28 HK HK1160/93A patent/HK116093A/xx not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102020108090A1 (de) | 2020-03-24 | 2021-09-30 | Wipotec Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Feuchte-Regelung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02501391A (ja) | 1990-05-17 |
| EP0331702A1 (de) | 1989-09-13 |
| HK116093A (en) | 1993-11-05 |
| WO1989002447A1 (en) | 1989-03-23 |
| US5160511A (en) | 1992-11-03 |
| EP0331702B1 (de) | 1992-06-24 |
| DE3872378D1 (de) | 1992-07-30 |
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