JPH0217921A - 混合気体のガス分離方法 - Google Patents
混合気体のガス分離方法Info
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- JPH0217921A JPH0217921A JP16584988A JP16584988A JPH0217921A JP H0217921 A JPH0217921 A JP H0217921A JP 16584988 A JP16584988 A JP 16584988A JP 16584988 A JP16584988 A JP 16584988A JP H0217921 A JPH0217921 A JP H0217921A
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- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 title abstract 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 68
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Landscapes
- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、二種類以上の気体が混合した混合気体から成
分気体を分離する混合気体のガス分離方法に関する。
分気体を分離する混合気体のガス分離方法に関する。
混合気体のガス分離方法としては、従来ｔｌｌ 触媒
を用いた吸着法 （２）冷却法 などが用いられている。
を用いた吸着法 （２）冷却法 などが用いられている。
上記従来のガス分離方法の問題点として。
ｌｉｔ 吸着法では、定期的に触媒を交換しなくては
なら表い。
なら表い。
（２）冷却法では、大損りな冷却設備を必要とする。
などがあげられる。
本発明は、触媒や大損りな冷却設備を必要としない混合
気体のガス分離方法を提供しようとするものである。
気体のガス分離方法を提供しようとするものである。
本発明の混合気体のガス分離方法においては。
混合気体に旋回を与えて軸対称超音速膨張ノズルに流入
させ、同ノズル内における急激な等エントロピ膨張によ
る温度降下によって成分の一部を凝縮又は凝固させると
共に、これを旋回に伴う遠心分離作用で他の成分気体か
ら分離するようにした。
させ、同ノズル内における急激な等エントロピ膨張によ
る温度降下によって成分の一部を凝縮又は凝固させると
共に、これを旋回に伴う遠心分離作用で他の成分気体か
ら分離するようにした。
本発明では、混合気体を旋回させながら軸対称超音速膨
張ノズルで加速膨張させて冷却し、混合気体の内の飽和
温度が高い成分気体を凝縮又は凝固させる。その後、凝
縮又は凝固した成分気体（液体本しくは固体状態）は、
その他の成分気体（凝縮あるいは凝固していない気体）
から旋回流を利用して遠心分離される。
張ノズルで加速膨張させて冷却し、混合気体の内の飽和
温度が高い成分気体を凝縮又は凝固させる。その後、凝
縮又は凝固した成分気体（液体本しくは固体状態）は、
その他の成分気体（凝縮あるいは凝固していない気体）
から旋回流を利用して遠心分離される。
本発明の作用を、更に第３図及び第４図によって説明す
る。第３図中Ａ点にある混合気体を亜音速状態で軸対称
超音速膨張ノズルに旋回を与えて送り込むと急激な等エ
ントロピ膨張によってＢ点まで冷却され、ここで混合気
体中の最も飽和温度の高い成分気体が凝縮を開始し、ま
たＢ点の温度によっては更に凝固を開始する・ 旋回している混合気体の中で凝縮又は凝固しだ液滴又は
成分粒子は、遠心力によって図中Ｂ点から０点に状態変
化しながら上記膨張ノズルの内壁側へ遠心分離される。
る。第３図中Ａ点にある混合気体を亜音速状態で軸対称
超音速膨張ノズルに旋回を与えて送り込むと急激な等エ
ントロピ膨張によってＢ点まで冷却され、ここで混合気
体中の最も飽和温度の高い成分気体が凝縮を開始し、ま
たＢ点の温度によっては更に凝固を開始する・ 旋回している混合気体の中で凝縮又は凝固しだ液滴又は
成分粒子は、遠心力によって図中Ｂ点から０点に状態変
化しながら上記膨張ノズルの内壁側へ遠心分離される。
一方、飽和温度が低く凝縮しなかった他の成分気体は上
記膨張ノズルの中心部を流れる。このようにして、上記
膨張ノズル内壁側と中心側とに分離された混合気体の成
分は１例えば上記膨張ノズル内に設けられた内筒によっ
て１分離される。
記膨張ノズルの中心部を流れる。このようにして、上記
膨張ノズル内壁側と中心側とに分離された混合気体の成
分は１例えば上記膨張ノズル内に設けられた内筒によっ
て１分離される。
第４図は空気の成分気体と飽和蒸気圧線を示すが１本発
明によって１例えば空気の場合、飽和温度の高いＨ２Ｏ
を他の気体成分と分離することができる。
明によって１例えば空気の場合、飽和温度の高いＨ２Ｏ
を他の気体成分と分離することができる。
なお１本発明は混合気体の一成分を他から分離すること
もできるが、複数の成分を残りの成分から分離すること
も可能である。
もできるが、複数の成分を残りの成分から分離すること
も可能である。
本発明の第一の実施例を第１図によって説明する。
軸対称超音速ツバルノズル３は、亜音速部１１と超音速
部１２から成り、亜音速部１１には旋回流発生装置（ズ
ワラー）１０が設置され、超音速部１２の下流は外筒４
と内筒５に分けられ、それぞれ吸出管８．９を介して真
空ポンプ６．７に接続されている。本実施例では、三種
類の成分気体Ａ、Ｂ、Ｃから成る混合気体２から成分気
体Ａを分離する。
部１２から成り、亜音速部１１には旋回流発生装置（ズ
ワラー）１０が設置され、超音速部１２の下流は外筒４
と内筒５に分けられ、それぞれ吸出管８．９を介して真
空ポンプ６．７に接続されている。本実施例では、三種
類の成分気体Ａ、Ｂ、Ｃから成る混合気体２から成分気
体Ａを分離する。
これら成分気体は、Ａ、Ｂ、Ｃの順に気体の飽和温度は
石ｊいものとする。
石ｊいものとする。
真空ポンプ６．７を駆動することにより、矢印に示すよ
うに混合気体２を超音速ノズル３内へ導き、このときま
ず亜音速部のスワラ−１０で混合気体２に旋回を与え、
混合気体２の温度が成分気体Ａの飽和温度以下（たソし
成分気体Ｂ、Ｃの飽和温度以上）になるまで、超音速部
で急激に膨張冷却する。この冷却により成分気体Ａは超
音速部の凝縮・凝固領域１３で凝縮又は凝固し始め、成
分気体Ａの微細な粒子１５ （数μ〜数十μの液体もし
くは固体）が形成される。形成された粒子は、凝縮・凝
固を促進すると共に遠心分離領域１４において下流へ行
くに従って成長して大きくなり、予め加えておいた旋回
流に伴う遠心力の作用で、残シの成分気体Ｂ、Ｃにより
ノズル壁面部へ搬送され、そのまま成分気体Ｂ、Ｃの一
部とともに外筒４と内筒５の間へ流入する。内筒５へは
成分気体Ｂ、Ｇが流入する。これにより成分気体Ａの分
離が達成される。外筒内では斜め衝撃波１６によシ気体
温度が上昇するため１粒子は再び気体状態にもどり。
うに混合気体２を超音速ノズル３内へ導き、このときま
ず亜音速部のスワラ−１０で混合気体２に旋回を与え、
混合気体２の温度が成分気体Ａの飽和温度以下（たソし
成分気体Ｂ、Ｃの飽和温度以上）になるまで、超音速部
で急激に膨張冷却する。この冷却により成分気体Ａは超
音速部の凝縮・凝固領域１３で凝縮又は凝固し始め、成
分気体Ａの微細な粒子１５ （数μ〜数十μの液体もし
くは固体）が形成される。形成された粒子は、凝縮・凝
固を促進すると共に遠心分離領域１４において下流へ行
くに従って成長して大きくなり、予め加えておいた旋回
流に伴う遠心力の作用で、残シの成分気体Ｂ、Ｃにより
ノズル壁面部へ搬送され、そのまま成分気体Ｂ、Ｃの一
部とともに外筒４と内筒５の間へ流入する。内筒５へは
成分気体Ｂ、Ｇが流入する。これにより成分気体Ａの分
離が達成される。外筒内では斜め衝撃波１６によシ気体
温度が上昇するため１粒子は再び気体状態にもどり。
真空ポンプ８から、成分気体Ｂ、Ｇが少量風った成分気
体Ａを主成分とする混合気体を取り出すことができる。
体Ａを主成分とする混合気体を取り出すことができる。
なお、真空ポンプ７から取シ出した成分気体ＢとＣから
成る混合気体は再度同様な手順にょ構成分気体ＢとＣを
分離することができる。
成る混合気体は再度同様な手順にょ構成分気体ＢとＣを
分離することができる。
本発明の第二の実施例を第２図によって説明する。
軸対称超音速ノズル３は、上記第一実施例と同様に亜音
速部と超音速部から成シ、亜音速部には旋回流発生装置
（スワラ−）１０が設置され、超音速部の下流は外筒４
と内筒５に分けられ、それぞれ真空ポンプ６．７に接続
されている。またノズル３の中心軸上に亜音速部から超
音速部までトラバース装置２１に接続したシーデング管
ηが設置されている。
速部と超音速部から成シ、亜音速部には旋回流発生装置
（スワラ−）１０が設置され、超音速部の下流は外筒４
と内筒５に分けられ、それぞれ真空ポンプ６．７に接続
されている。またノズル３の中心軸上に亜音速部から超
音速部までトラバース装置２１に接続したシーデング管
ηが設置されている。
本実施例においては、真空ポンプ６．７を作動させて、
矢印に示すようにノズル３の亜音速部から混合気体２を
吸込みスワラ−１０で旋回を与え。
矢印に示すようにノズル３の亜音速部から混合気体２を
吸込みスワラ−１０で旋回を与え。
同混合気体２を急激に膨張冷却する。混合気体の温度が
成分気体の上記第一実施例と同様に飽和温度の最も高い
飽和温度以下に下がると、凝縮・凝固領域１３において
その成分気体の凝縮が始まる。
成分気体の上記第一実施例と同様に飽和温度の最も高い
飽和温度以下に下がると、凝縮・凝固領域１３において
その成分気体の凝縮が始まる。
シーデング管ｎをノズル３の軸方向にトラバースして、
凝縮・凝固領［１３の直前でシードｎを散布する。これ
により、上記飽和温度の最も高い成分気体は、シードｎ
を核として凝縮・凝固することになる。液体もしくは固
体の微粒子１５となった成分気体は微粒子の成長に伴り
て遠心分離領域１４においてノズルの壁面へ搬送され、
そのまま外筒４へ流入し、微粒子を含まない残りの成分
気体が内筒５へ流入する。なお外筒へ流入した微粒子は
斜め衝撃波１６によって再び気化される。
凝縮・凝固領［１３の直前でシードｎを散布する。これ
により、上記飽和温度の最も高い成分気体は、シードｎ
を核として凝縮・凝固することになる。液体もしくは固
体の微粒子１５となった成分気体は微粒子の成長に伴り
て遠心分離領域１４においてノズルの壁面へ搬送され、
そのまま外筒４へ流入し、微粒子を含まない残りの成分
気体が内筒５へ流入する。なお外筒へ流入した微粒子は
斜め衝撃波１６によって再び気化される。
これにより、超音速部で一度凝縮（あるいは凝固）した
成分気体を含む混合気体が、真空ポンプ６から、排出さ
れ、また真空ポンプ７からは、凝縮（あるいは凝固）し
た成分気体を含まない混合気体が排出される。よってこ
こにガス分離が達成される。
成分気体を含む混合気体が、真空ポンプ６から、排出さ
れ、また真空ポンプ７からは、凝縮（あるいは凝固）し
た成分気体を含まない混合気体が排出される。よってこ
こにガス分離が達成される。
なお、シーデング管から散布したシードは沈降分離法で
回収する。
回収する。
以上説明したように、本発明は、混合気体に旋回流を与
えて軸対称超音速膨張ノズルに流入させ。
えて軸対称超音速膨張ノズルに流入させ。
急激な等エントロピ膨張によって成分の一部を凝縮又は
凝固させ、旋回に伴う遠心分離作用によってこれを他成
分から分離することによって、触媒や大損シな冷却装置
を必要とせず、低コストで効率の高いガス分離を行なう
ことができる。
凝固させ、旋回に伴う遠心分離作用によってこれを他成
分から分離することによって、触媒や大損シな冷却装置
を必要とせず、低コストで効率の高いガス分離を行なう
ことができる。
第１図は本発明の第一の実施例に使用される装置の説明
図、第２図は本発明の第二の実施例に使用される装置の
説明図、第３図は本発明におけるガス温度とガス圧力の
関係を示す線図、第４図は空気の成分気体と飽和蒸気圧
線を示す線図である。 ２・・・混合気体、３・・・軸対称超音速ラバルノズル
。 ４・・・超音速部外筒、５・・・超音速部内筒、６・・
・真空ポンプ、７・・・真空ポンプ、１０・・・スワラ
−９１１・・・軸対称超音速ノズルの亜音速部、１２・
・・軸対称超音速ノズルの超音速部、１３・−・凝縮・
凝固領域、１４・・・遠心分離領域、１６・・・斜め衝
撃波、２１・・・シーデング管ト２バース装置、ｎ・・
・シーデング管。 第１図 第３図 第２図 第４図 空気の成分気体と幻相蒸気圧線
図、第２図は本発明の第二の実施例に使用される装置の
説明図、第３図は本発明におけるガス温度とガス圧力の
関係を示す線図、第４図は空気の成分気体と飽和蒸気圧
線を示す線図である。 ２・・・混合気体、３・・・軸対称超音速ラバルノズル
。 ４・・・超音速部外筒、５・・・超音速部内筒、６・・
・真空ポンプ、７・・・真空ポンプ、１０・・・スワラ
−９１１・・・軸対称超音速ノズルの亜音速部、１２・
・・軸対称超音速ノズルの超音速部、１３・−・凝縮・
凝固領域、１４・・・遠心分離領域、１６・・・斜め衝
撃波、２１・・・シーデング管ト２バース装置、ｎ・・
・シーデング管。 第１図 第３図 第２図 第４図 空気の成分気体と幻相蒸気圧線
Claims (1)
- 混合気体に旋回を与えて軸対称超音速膨張ノズルに流入
させ、同ノズル内における急激な等エントロピ膨張によ
る温度降下によって成分の一部を凝縮又は凝固させると
共に、これを旋回に伴なう遠心分離作用で他の成分気体
から分離することを特徴とする混合気体のガス分離方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16584988A JPH0217921A (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | 混合気体のガス分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16584988A JPH0217921A (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | 混合気体のガス分離方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0217921A true JPH0217921A (ja) | 1990-01-22 |
Family
ID=15820166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16584988A Pending JPH0217921A (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | 混合気体のガス分離方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0217921A (ja) |
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-
1988
- 1988-07-05 JP JP16584988A patent/JPH0217921A/ja active Pending
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