EP0082136A1 - Zyklon zur gasanreicherung - Google Patents

Zyklon zur gasanreicherung

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Publication number
EP0082136A1
EP0082136A1 EP19810901910 EP81901910A EP0082136A1 EP 0082136 A1 EP0082136 A1 EP 0082136A1 EP 19810901910 EP19810901910 EP 19810901910 EP 81901910 A EP81901910 A EP 81901910A EP 0082136 A1 EP0082136 A1 EP 0082136A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
cyclone
enrichment
oxygen
components
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19810901910
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Richard Chalupa
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Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0082136A1 publication Critical patent/EP0082136A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/24—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by centrifugal force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/36—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves actuated in consequence of extraneous circumstances, e.g. shock, change of position
    • F16K17/38—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves actuated in consequence of extraneous circumstances, e.g. shock, change of position of excessive temperature
    • F16K17/383—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves actuated in consequence of extraneous circumstances, e.g. shock, change of position of excessive temperature the valve comprising fusible, softening or meltable elements, e.g. used as link, blocking element, seal, closure plug

Definitions

  • the invention relates to a cyclone for gas enrichment of gas mixtures of different densities, in particular for increasing the oxygen content of air.
  • This gas enrichment causes a higher concentration of the gas to be enriched after leaving the cyclone, which means that more favorable process data can be obtained in subsequent reactions of this gas.
  • enriching air with oxygen better combustion conditions are achieved with subsequent combustion and at the same time the proportion of pollutants in the exhaust gases is reduced.
  • the gas enrichment is mainly effected today by adsorbing and absorbing unwanted components in special gas cleaning devices (cyclones, centrifuges, venturi washers, etc.).
  • the auxiliary media used to absorb the unwanted components are retained using gravity or other energy fields (electrostatic, etc.). Fixed filters with auxiliary media are periodically replaced.
  • the state of knowledge in the field of gas enrichment which can be viewed as gas cleaning from a different perspective, is described in an article by Prof. Dr. HW Thoenes shown (HWThoenes: Development tendencies in environmental protection technology, in technical communications, 73rd year, February 1980, Issue 2, p. 101). In this article, which also deals with the separation of gaseous pollutants (ibid., P.
  • the invention has for its object, bypassing auxiliary media to enrich the gas mixture directly due to the different acceleration of individual gas components in the cyclone.
  • This object which was previously only achieved for gas / solid mixtures, is also achieved by the invention for gas mixtures, in particular for air (nitrogen / oxygen mixture).
  • the gas enrichment is effected by a cyclone in which the gas mixture flowing due to an existing pressure difference is forced into a spiral movement which accelerates gas particles of different weights to different extents.
  • the thus entering stochastic Areichtation of the heavier component in the internal outer radius of the cyclone and the lighter component in the vicinity of the cyclone axis is for the enrichment of each desired gas remplibe.I
  • the oxygen richer, heavier air (liter weight O 2: 1.42895 g) taken from the outer radius of the cyclone, the lighter, more nitrogen-rich air (liter weight N 2 : 1.25046 g) near the central axis. is suctioned off.

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Description

Zyklon zur Gasanreicherung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Zyklon zur Gasanreicher ung von Gasgemischen unterschiedlicher Dichte, insbesondere zur Erhöhung des Sauerstoffsgehaltes von Luft. Diese Gasanreicherung bewirkt eine höhere Konzentration des anzureichernden Gases nach Verlassen des Zyklons, wodurch bei nachfolgenden Reaktionen dieses Gases günstigere Prozeß daten erzielt werden. Insbesondere bei Anreicherung von Luft mit Sauerstoff werden bei anschliessender Verbrennung bessere Brennverhältnisse erreicht und zugleich der Anteil an Schadstoffen in den Abgasen gemindert.
Die Gasanreicherung wird heute vornehmlich durch Adsorbtion und Absorbtion von unerwünschten Bestandteilen in speziellen Gasreinigungsapparaturen (Zyklonen, Zentrifugen, Venturi Wäschern, ect.) bewirkt. Die dabei verwendeten Hilfsmedien, welche die unerwünschten Bestandteile aufnehmen, werden mit Hilfe von Schwerkraft oder mittels anderer Energiefelder (elektrostatisch, ect.) zurückgehalten. Bei festen Filtern mit Hilfsmedien werden diese periodisch ausgetauscht. Der Wissensstand auf dem Gebiet der Gasanreicherung, das aus einer anderen Sicht als Gasreinigung aufgefaßt werden kann, ist z.B. in einem Aufsatz von Prof. Dr. H. W. Thoenes dargestellt (H.W.Thoenes: Entwicklungstendenzen in der Umweltschutztechnologie, in Technische Mitteilungen, 73. Jahrgang, Februar 1980, Heft 2, S. 101). In diesem Beitrag, der sich auch mit der Abscheidung gasförmiger Schadstoffe befaßt (ebenda, S. 102), werden die hier gezeigten Möglichkeiten der direkten Gasanreicherung (oder Gasreinigung) nicht gesehen. Ein hieran angrenzeder Wissensstand über die Abscheidung von Stäuben aus Gasen wird von Prof. Dr.-Ing. Ekkehard Weber beschrieben (E.Weber: Grundlagen zur Abscheidung von Stäuben, in Umweltmarkt von A bis Z, Sonderband von Umweltmagazin, Dezember 1980, Hrsg. Vogel-Verlag Würzburg, S.146). Auch hier werden die Möglichkeiten der direkten Gasanreiche rung (oder Gasreinigung) nicht erwähnt, obwohl auf eine angeblich in der Zukunft aussichtreiche kombinierte Gasreinigungs—/Staubabscheidungsanlage Bezug genommen wird (ebenda,
S.150).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Umgehung von Hilfsmedien das Gasgemisch direkt aufgrund der unterschiedlichen Beschleunigung einzelner Gasbestandteile im Zyklon anzureichern. Diese Aufgabe, welche bisher nur für Gas—/Feststoffgemische gelöst wurde, wird durch die Erfindung auch für Gasgemische, insbesondere für Luft (Stickstoff-/Sauerstoffgemisch) gelöst.
Die Gasanreicherung wird durch ein Zyklon bewirkt, in dem das aufgrund einer vorhandenen Druckdifferenz strömende Gasgemisch eine spiralförmige Bewegung gezwungen wird, die unterschiedlich schwere Gaspartikel verschieden stark beschleunigt. Die dadurch eintretende stochastische Areicherung des schwereren Bestandteils am inneren Außenradius des Zyklons und des leichteren Bestandteils in der Nähe der Zyklonachse wird zur Anreicherung des jeweils gewünschten Gases ausgenutzt.Insbesondere bei Sauerstoffanreicherung von Luft wird die Sauerstoffreichere, schwerere Luft (Litergewicht O2: 1,42895 g) am Außenradius des Zyklons entnommen, wobei die leichtere, stickstoffreichere Luft (Litergewicht N2: 1,25046 g) in der Nähe der Mittelachse. abgesaugt wird.
Die mit dieser Erfindung erzielten Vorteile liegen hauptsächlich in der Umgehung der bei herkömmlicher Gasanreicherung (oder Gasreinigung) notwendigen Hilfsmedien. Dadurch entfällt die ansonsten unumgängliche Austragung dieser Medien. Ferner werden bei anschliessenden Reaktionen durch diese angereicherte Gase bessere Prozeßdaten erreicht. Insbesondere bei Sauerstoffanreicherung von Luft werden bei vorgesehener Verwendung als Verbrennungluft günstigere Brennwerte erzielt, wobei zusätzlich der Anteil von Schad stoffe in Abgasen zurückgeht.
Ein Ausführungbeispiel der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt. Dort strömt das Gasgemisch (AB) in das Zyklon ( 1) , wo es in eine spiralförmige Bewegung (2) gezwungen wird. Durch die Wirkung der Massenkräfte werden schwerere Gasbestandteile (A) nach außen (3) getragen, leichtere Gasbestandteile (B) nach innen (4) . Die leichteren Gasbestandteile werden mit Hilfe eines Saugrohres (5) , das mit entsprechenden Öffnungen versehen ist, abgesaugt. Die schwereren Gasbestandteile verlassen das Zyklon durch einen geeigneten Stutzen (6) .

Claims

Patentansprüche
1. Zyklon zur Gasanreicherung von Gasgemischen unterschiedlicher Dichte dadurch gekennzeichnet, daß die Gasanrei cherung ohne ein Hilfsmedium allein aufgrund unterschiedlicher Massenkräfte erreicht wird, die auf Gaskomponenten verschiedener Dichten einwirken.
2. Zyklon zur Gasanreicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Luft ohne Verwendung eines Hilfsmediums mit Sauerstoff angereichert wird allein aufgrund unterschiedlicher Massenkräfte, die auf ihre verschieden schweren Hauptbestandteile Stickstoff und Sauerstoff einwirken.
EP19810901910 1981-06-29 1981-06-29 Zyklon zur gasanreicherung Withdrawn EP0082136A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/DE1981/000102 WO1983000100A1 (en) 1981-06-29 1981-06-29 Enrichment cyclon of a gas mixture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0082136A1 true EP0082136A1 (de) 1983-06-29

Family

ID=6723490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19810901910 Withdrawn EP0082136A1 (de) 1981-06-29 1981-06-29 Zyklon zur gasanreicherung

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0082136A1 (de)
DE (1) DE3152909D2 (de)
WO (1) WO1983000100A1 (de)

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Non-Patent Citations (1)

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Also Published As

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WO1983000100A1 (en) 1983-01-20
DE3152909D2 (en) 1985-09-19

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