EA030303B1 - Gas mixture separation device - Google Patents
Gas mixture separation device Download PDFInfo
- Publication number
- EA030303B1 EA030303B1 EA201500549A EA201500549A EA030303B1 EA 030303 B1 EA030303 B1 EA 030303B1 EA 201500549 A EA201500549 A EA 201500549A EA 201500549 A EA201500549 A EA 201500549A EA 030303 B1 EA030303 B1 EA 030303B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- gas
- gas mixture
- diffusion
- tanks
- mixture
- Prior art date
Links
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для разделения газовых смесей и может быть использовано для отделения компонентов газовой смеси в химической, биологической, газодобывающей и других отраслях промышленности. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для разделения газовой смеси, состоящее из подводящих и отводящих магистралей, емкостей для газовой смеси и технологического газа и диффузионного канала с характерным размером, превышающим критическое значение для устойчивости диффузионного процесса между газовой смесью и технологическим газом, снабжено диффузионным каналом, выполненным с расширениями сечений к емкостям для газовой смеси и технологического газа. Устройство может снабжаться несколькими дополнительными диффузионными каналами.The invention relates to devices for the separation of gas mixtures and can be used to separate the components of the gas mixture in the chemical, biological, gas and other industries. The essence of the invention lies in the fact that the device for the separation of the gas mixture, consisting of supply and discharge lines, tanks for the gas mixture and the process gas and the diffusion channel with a characteristic size exceeding the critical value for the stability of the diffusion process between the gas mixture and the process gas, is equipped with a diffusion a channel made with extensions of sections to the tanks for the gas mixture and the process gas. The device can be equipped with several additional diffusion channels.
030303030303
Изобретение относится к устройствам для разделения газовых смесей и может быть использовано для отделения некоторых компонентов газовой смеси в химической, биологической, газодобывающей и других отраслях промышленности.The invention relates to devices for the separation of gas mixtures and can be used to separate some components of the gas mixture in the chemical, biological, gas and other industries.
Известно устройство для разделения газовой смеси, используемое в препаративной капиллярной хроматографии, состоящее из емкости для несущего газа, емкости для разделяемой смеси, капилляра и емкостей для сбора разделенных компонентов (Гольберг К.А., Вигдергауз М.С. Курс газовой хроматографии. - М.: Химия, 1967).A device for separating a gas mixture used in preparative capillary chromatography, consisting of a tank for a carrier gas, a tank for a divided mixture, a capillary and tanks for collecting the separated components (Golberg KA, Vigdergauz MS Course of gas chromatography. - M .: Chemistry, 1967).
Недостатком этого устройства для разделения является малая производительность и периодичность действия.The disadvantage of this device for the separation is low productivity and frequency of action.
Наиболее близким аналогом, то есть прототипом, является устройство для разделения газовой смеси (предварительный патент РК № 6359, опубл. 15.07.1998, бюл. № 6), имеющее емкости для газовой смеси и технологического газа, диффузионный канал с характерным размером, определенным из соотношения ά3 > К η Ό/§ Δρ, где К - критическое диффузионное число Рэлея; η - средняя динамическая вязкость смеси и технологического газа; И - усредненный коэффициент диффузии компонентов смеси и технологического газа; д - ускорение силы тяжести; Δρ - различие в плотности технологического газа и смеси. Кроме того, устройство снабжено подводящими и отводящими магистралями для подвода исходных газов и отвода продуктов разделения.The closest analogue, that is, the prototype, is a device for the separation of the gas mixture (provisional patent RK No. 6359, publ. 15.07.1998, bull. No. 6), having tanks for the gas mixture and process gas, a diffusion channel with a characteristic size determined from relations ά 3 > K η Ό / § Δρ, where K is the critical diffusion Rayleigh number; η is the average dynamic viscosity of the mixture and process gas; And - the average diffusion coefficient of the components of the mixture and process gas; d - acceleration of gravity; Δρ is the difference in the density of the process gas and the mixture. In addition, the device is equipped with supply and discharge lines for supplying source gases and removal of separation products.
Недостатком прототипа является недостаточная производительность.The disadvantage of the prototype is insufficient performance.
Задачей изобретения является повышение производительности устройства для разделения газовой смеси.The objective of the invention is to improve the performance of the device for the separation of the gas mixture.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для разделения газовой смеси, состоящем из подводящих и отводящих магистралей, емкостей для газовой смеси и технологического газа и диффузионного канала с характерным размером, превышающим критическое значение для устойчивости диффузионного процесса между газовой смесью и технологическим газом, диффузионный канал выполнен с расширениями сечений к емкостям для газовой смеси и технологического газа. Устройство может быть снабжено несколькими диффузионными каналами.The task is achieved by the fact that in the device for the separation of the gas mixture, consisting of supply and discharge lines, tanks for the gas mixture and the process gas and the diffusion channel with a characteristic size exceeding the critical value for the stability of the diffusion process between the gas mixture and the process gas made with extensions of sections to the tanks for the gas mixture and process gas. The device can be equipped with several diffusion channels.
Выполнение диффузионного канала с расширениями сечений к емкостям для газовой смеси и технологического газа увеличивает интенсивность разделения газовой смеси. Снабжение дополнительными диффузионными каналами приводит к увеличению общей производительности разделения пропорционально количеству диффузионных каналов.The implementation of the diffusion channel with the expansion of the sections to the tanks for the gas mixture and the process gas increases the intensity of the separation of the gas mixture. The supply of additional diffusion channels leads to an increase in the overall separation performance proportional to the number of diffusion channels.
На фиг. 1 представлена схема устройства для разделения газовой смеси с диффузионным каналом, выполненным с расширениями к емкостям для газовой смеси и технологического газа, а на фиг. 2 - схема устройства с дополнительными диффузионными каналами.FIG. 1 is a diagram of a device for the separation of a gas mixture with a diffusion channel, made with extensions to the tanks for the gas mixture and the process gas, and FIG. 2 is a diagram of the device with additional diffusion channels.
Устройство для разделения газовой смеси (фиг. 1) состоит из диффузионного канала 1, выполненного с расширениями к емкостям для газовой смеси и технологического газа, емкости для газовой смеси 2, емкости для технологического газа 3, подводящих магистралей 4 и отводящих магистралей 5. Устройство может быть снабжено несколькими диффузионными каналами 1 (фиг. 2).A device for the separation of the gas mixture (Fig. 1) consists of a diffusion channel 1, made with extensions to the tanks for the gas mixture and the process gas, the tank for the gas mixture 2, the container for the process gas 3, supply lines 4 and outlet lines 5. The device can be equipped with several diffusion channels 1 (Fig. 2).
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Газовая смесь и технологический газ подаются через магистрали 4 в емкости 2 и 3 соответственно. Плотность технологического газа выбирается между плотностями разделяемого тяжелого и легкого компонентов смеси. Тогда, если характерный размер диффузионного канала превышает критический, реализуется режим диффузионной неустойчивости. На границе раздела "смесь - технологический газ" образуются стратифицированные по плотности зоны, которые вследствие своей неустойчивости в поле силы тяжести при превышении критического размера диффузионного канала приводят к образованию "конвективных ячеек". Ячейки, обладающие повышенной концентрацией тяжелого газа, под воздействием архимедовых сил перемещаются в нижнюю емкость 3 с технологическим газом. В свою очередь, ячейки с более легким технологическим газом перемещаются в верхнюю емкость 2. Таким образом, в разделяемой смеси происходит отделение тяжелого газа и замещение его более легким технологическим газом (Косов В.Н., Селезнев В.Д., Жаврин Ю.И. Эффект разделения компонентов при изотермическом смешении тройных газовых систем в условиях свободной конвекции//ЖТФ. - 1997, т. 67, № 10, с. 139, 140). Поскольку физический перенос разделяемых газов происходит в "конвекционных ячейках", а диффузионные процессы только формируют их, производительность подобного устройства много выше чисто диффузионных устройств разделения. Проведенные исследования показали, что для диффузионных каналов с характерным размером, превышающим критическое значение, увеличение размера канала с приближением к емкости для газовой смеси 2 и емкости для технологического газа 3 вызывает возрастание интенсивности процесса образования конвективных ячеек и, как следствие, увеличение эффективности разделения газов. Далее разделенные газовые смеси выводятся через магистрали 5.The gas mixture and process gas are fed through lines 4 to tanks 2 and 3, respectively. The density of the process gas is selected between the densities of the divided heavy and light components of the mixture. Then, if the characteristic size of the diffusion channel exceeds the critical one, the diffusion instability mode is realized. At the interface between the mixture and process gas, zones are formed that are stratified by density, which, due to their instability in the field of gravity when the critical size of the diffusion channel is exceeded, leads to the formation of “convective cells”. Cells with a high concentration of heavy gas, under the influence of Archimedean forces are moved to the lower tank 3 with the process gas. In turn, cells with a lighter process gas are transferred to the upper tank 2. Thus, in a separated mixture, heavy gas is separated and replaced with a lighter process gas (Kosov V.N., Seleznev V.D., Zhavrin Yu.I. The effect of the separation of components in the isothermal mixing of ternary gas systems under conditions of free convection (ZhTF. - 1997, vol. 67, No. 10, pp. 139, 140). Since the physical transfer of the separated gases occurs in "convection cells", and diffusion processes only form them, the performance of such a device is much higher than pure diffusion separation devices. Studies have shown that for diffusion channels with a characteristic size exceeding the critical value, an increase in the size of the channel as it approaches the capacity for gas mixture 2 and the capacity for process gas 3 causes an increase in the intensity of the process of formation of convective cells and, as a result, an increase in the efficiency of gas separation. Further, the separated gas mixtures are output through the line 5.
Для увеличения суммарной производительности разделения газов устройство может выполняться с несколькими диффузионными каналами.To increase the overall performance of the gas separation device can be performed with multiple diffusion channels.
Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества:The proposed device has the following advantages:
высокую производительность за счет использования механизма диффузионной неустойчивости вhigh performance due to the use of the mechanism of diffusion instability in
- 1 030303- 1 030303
каналах с расширениями сечений к емкостям для газовой смеси 2 и технологического газа 3;channels with extensions of sections to tanks for gas mixture 2 and process gas 3;
возможность повышения суммарной производительности устройства за счет снабжения несколькими диффузионными каналами.the possibility of increasing the overall performance of the device due to the supply of several diffusion channels.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить эффективное разделение смесей газов.Thus, the proposed device allows efficient separation of gas mixtures.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KZ20141831 | 2014-12-11 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201500549A1 EA201500549A1 (en) | 2016-10-31 |
EA030303B1 true EA030303B1 (en) | 2018-07-31 |
Family
ID=57189652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201500549A EA030303B1 (en) | 2014-12-11 | 2015-04-21 | Gas mixture separation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA030303B1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU940390A1 (en) * | 1980-12-29 | 1984-07-23 | Казанский Химико-Технологический Институт Им.С.М.Кирова | Centrifugal straight-through apparatus |
-
2015
- 2015-04-21 EA EA201500549A patent/EA030303B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU940390A1 (en) * | 1980-12-29 | 1984-07-23 | Казанский Химико-Технологический Институт Им.С.М.Кирова | Centrifugal straight-through apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA201500549A1 (en) | 2016-10-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA202190283A3 (en) | DEVICE FOR SEPARATING LOW DENSITY PARTICLES FROM LOADED SUSPENSIONS (VERSIONS) | |
RU2014140241A (en) | PLASMA-CHEMICAL DEVICE FOR TRANSFORMING GAS-HYDROCARBON HYDROCARBONS TO LIQUID FUEL | |
JP5387692B2 (en) | Oil / water separation device and purification device | |
GB2549627A (en) | Continuous flow, size-based separation of entities down to the nanometer scale using nanopillar arrays | |
GB201116366D0 (en) | Tubular cyclonic separation & materials processing unit | |
IN2014DN06692A (en) | ||
MY155620A (en) | Apparatus for and method of separating multi-phase fluids | |
RU119389U1 (en) | INSTALLATION FOR PREPARATION OF GAS OIL AND GAS-CONDENSATE DEPOSITS FOR TRANSPORT | |
US20140251140A1 (en) | Methods To Reduce Gas Carry-Under For Cyclonic Separators | |
JP2015107943A (en) | Methane manufacturing apparatus | |
CN204411989U (en) | A kind of gas/liquid separator device | |
Zhao et al. | Experimental study of a hydrocyclone under cyclic flow conditions for fine particle separation | |
EA201792005A1 (en) | HIGH EFFICIENCY METHOD FOR REMOVING GAS-HYDROGEN SULPHIDE FROM LIQUID SULFUR | |
EP3189865A3 (en) | System and method for plasma purification prior to mononuclear cell collection | |
EA030303B1 (en) | Gas mixture separation device | |
RU2011119222A (en) | CIRCULATING AND PSEUDICATED LAYER REACTOR | |
CN203999038U (en) | Cyclone-type water-and-oil separator | |
RU141739U1 (en) | ELECTRIC DEHYDRATOR | |
EA201791266A1 (en) | DEVICE FOR MIXING FLUID MEDIA, REACTION UNIT OF CONTINUOUS ACTION, REACTOR FOR CONTINUOUS REACTION AND METHOD OF THEIR APPLICATION | |
PE20210791A1 (en) | FLOATING CELL | |
WO2016167663A9 (en) | Method and system for anaerobic treatment of organically loaded wastewater | |
CL2019000414A1 (en) | High conversion hydrocracking process and plant. | |
CN204485559U (en) | A kind of high-precision gas-liquid separator | |
WO2018140260A8 (en) | Segmented tubes used in annealing of high purity silicon granules | |
ES2539843A1 (en) | Microfluidic device for the separation of liquid from the same liquid containing deformable particles without external energy sources (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM BY KG TJ TM |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AZ KZ RU |