RU195987U1 - Установка для получения чистого кислорода - Google Patents
Установка для получения чистого кислорода Download PDFInfo
- Publication number
- RU195987U1 RU195987U1 RU2019139623U RU2019139623U RU195987U1 RU 195987 U1 RU195987 U1 RU 195987U1 RU 2019139623 U RU2019139623 U RU 2019139623U RU 2019139623 U RU2019139623 U RU 2019139623U RU 195987 U1 RU195987 U1 RU 195987U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- collector
- pure oxygen
- metal
- oxygen
- inlet
- Prior art date
Links
Images
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
- B01D53/32—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 electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к энергетике и может быть использована для получения чистого кислорода для производственных, медицинских и других нужд.Предлагается установка для получения чистого кислорода, содержащая корпус, снабженный входным и выходным отверстиями, по крайней мере, один модуль, содержащий, по крайней мере, две трубчатые мембраны, выполненные из керамического материала со структурой перовскита, выходы которых соединены коллектором, отличающаяся тем, что внутреннее пространство модуля содержит парораспределитель, связанный посредством трубопровода с парогенератором и имеющий форсунки, соединенные с входом трубчатых мембран, выполненных из материала состава SrACoMeO, где A – щелочно-земельный металл, 0<x<1, Me - d-металл, 0<y<1 или BaSrCoAlFeO, где 0<x<0.15 или LnBaCoMeO, где Ln – редкоземельный элемент, Me - d-металл или Al, 0<x<1 или композит LnBaCoO/BaAlO, а выход каждой мембраны соединен посредством форсунки с коллектором и герметизирован с помощью высокотемпературного клея, при этом коллектор связан посредством трубопровода с емкостью-охладителем, имеющей два выходных отверстия, одно из которых расположено на уровне ½ высоты емкости-охладителя, а другое – на крышке, которая герметично закреплена с помощью болтов к боковым стенкам емкости-охладителя, а корпус снабжен нагревателем, выполненным, например, в виде спирали и закрепленным на внутренней части боковой поверхности корпуса.Предлагается установка для получения чистого кислорода, конструкционные особенности которой обеспечивают наряду с непрерывным разделением потока воздуха, используемого в качестве источника кислорода, использование водяного пара, используемого в качестве среды с пониженным содержанием кислорода.
Description
Полезная модель относится к энергетике и может быть использована для получения чистого кислорода для производственных, медицинских и других нужд.
Известна установка для получения чистого кислорода, включающая корпус, представляющий собой аппарат высокого давления, имеющий внутреннюю часть, вход и выход, модуль, помещенный во внутреннюю часть аппарата и содержащий пакет керамических планарных мембран, распределитель воздушного потока, нагреватель, двойные спиральные теплообменники и теплоизоляционные гильзы; при этом керамические мембраны установлены последовательно и выполнены шестислойными, где плотные слои чередуются с пористыми композиционными слоями (заявка CN 109626333; МПК B01D 53/32, C01B 13/02; 2019 год).
Недостатком известной установки является сложность ее конструкции, во-первых, за счет использования многослойных планарных мембран, что значительно уменьшает способность к термоциклированию, во-вторых, за счет необходимости использования оборудования для создания вакуума.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является известное устройство для получения чистого кислорода, представляющее собой реактор, в котором последовательно объединены опорные пластины, пружины, подвижные трубные пластины, трубчатые мембраны и неподвижные трубные пластины через четыре направляющие и крепежное устройство, и который размещен в трубчатой электрической печи. Трубчатые керамические мембраны расположены в установочных отверстиях в неподвижной трубной плите и подвижной трубной плите, которые расположены на двух концах и герметизированы с помощью высокотемпературного герметика. Герметичная часть расположена вне зоны нагрева нагревательной печи. Подвижная трубная пластина является компонентом, способным перемещаться вдоль направляющих (Патент CN 102580478; МПК B01D 53/22, B01D 71/02, B01J 12/00; 2014 год).
Недостатками известного устройства являются, во-первых, сложность конструкции, и в частности необходимость использования оборудования для создания вакуума, во-вторых, герметизация мембран в холодной зоне, что значительно уменьшает рабочую зону мембраны.
Таким образом, перед авторами стояла задача разработать конструкцию установки для получения чистого кислорода, упростив ее конструкцию с сохранением высокого выхода чистого кислорода.
Поставленная задача решена в конструкции установки для получения чистого кислорода, содержащей корпус, снабженный входным и выходным отверстиями, по крайней мере, один модуль, содержащий, по крайней мере, две трубчатые мембраны, выполненные из керамического материала со структурой перовскита, выходы которых соединены коллектором, в которой внутреннее пространство модуля содержит парораспределитель, связанный посредством трубопровода с парогенератором и имеющий форсунки, соединенные с входом трубчатых мембран, выполненных из материала состава Sr(1-x)A(x)Co(1-y)Me(y)O(3–δ), где A – щелочно-земельный металл, 0<x<1, Me - d-металл, 0<y<1 или Ba0.5Sr0.5Co(0.8-x)Al(x)Fe0.2O(3–δ), где 0<x<0.15 или LnBaCo(2–x)Me(x)O(3–δ), где Ln – редкоземельный элемент, Me - d-металл или Al, 0<x<1 или композит LnBaCo2O(6–δ)/BaAl2O4, а выход каждой мембраны соединен посредством форсунки с коллектором и герметизирован с помощью высокотемпературного клея, при этом коллектор связан посредством трубопровода с емкостью-охладителем, имеющей два выходных отверстия, одно из которых расположено на уровне ½ высоты емкости-охладителя, а другое – на крышке, которая герметично закреплена с помощью болтов к боковым стенкам емкости-охладителя, а корпус снабжен нагревателем, выполненным, например, в виде спирали и закрепленным на внутренней части боковой поверхности корпуса.
В настоящее время из патентной и научно-технической литературы не известна установка для получения чистого кислорода предлагаемой конструкции с использованием парокислородной смеси во внутреннем пространстве трубчатых керамических мембран.
Схематическое изображение предлагаемой установки представлено на фиг. 1. Установка состоит из корпуса (1), имеющего входное (2) и выходное (3) отверстия, во внутреннем пространстве корпуса (1) установлен, по крайней мере, один модуль (4), содержащий, по крайней мере, две трубчатые керамические мембраны (5), параллельно установленных на форсунках парораспределителя (6). Кроме того, модуль (4) снабжен опорой (7), которая необходима в случае ремонтных работ, например, для переустановки трубчатых мембран. Длина каждой мембраны составляет не менее 5 см. Мембраны выполнены из материала состава Sr(1-x)A(x)Co(1-y)Me(y)O(3–δ), где A – щелочно-земельный металл, 0<x<1, Me - d-металл, 0<y<1 или Ba0.5Sr0.5Co(0.8-x)Al(x)Fe0.2O(3–δ), где 0<x<0.15 или LnBaCo(2–x)Me(x)O(3–δ), где Ln – редкоземельный элемент, Me - d-металл или Al, 0<x<1 или композит LnBaCo2O(6–δ)/BaAl2O4. Состав материала мембран обусловлен не только высокой проводимостью по кислороду, но и устойчивостью при воздействии высоких температур. Входное отверстие каждой мембраны (5) закреплено на форсунке парораспределителя (6) с помощью высокотемпературного клея. Выходное отверстие каждой мембраны (5) соединено посредством форсунки с коллектором (8) и герметизировано с помощью высокотемпературного клея. Все элементы находятся в горячей зоне установки, температура которой регулируется с помощью нагревателя (9), расположенного между внутренней стенкой корпуса (1) и внешней стенкой модуля (4). Парораспределитель (6) с помощью трубопровода (10) соединен с парогенератором (11), а внешнее пространство модуля (4) соединено с воздушным компрессором (12) с помощью газовых коммуникаций (13). Коллектор (8) соединен с трубопроводом (14), выход из которого располагается вблизи донной части емкости-охладителя (15), который оснащен трубкой (16), расположенной на уровне ½ высоты емкости-охладителя, и крышкой, герметично закрепленной с помощью болтов и уплотнителей. Крышка охладителя так же включает трубчатый штуцер (17) для сбора газообразного продукта.
Предлагаемая установка по получению чистого кислорода работает следующим образом.
В трубопровод (10) подводят пар из парогенератора (11), который поступая в парораспределитель (6), через форсунки равномерно заполняет внутреннее пространство керамических мембран (5). По коммуникациям (13) во внешнее пространство модуля (4) подают воздух, являющийся источником кислорода. Таким образом, внешняя сторона каждой керамической мембраны находится в среде воздуха, а внутреннее пространство трубки наполняется паром. Такое состояние характеризуется градиентом парциального давления кислорода, который инициирует процесс диффузии ионов кислорода по структуре керамической мембраны в направлении от внешней части трубки к внутренней с последующим переходом кислорода в газообразное состояние. На выходе из трубчатой мембраны генерируется газообразная смесь из пара и кислорода, которая направляется в коллектор (8) и далее, по трубопроводу (14) поступает из горячей зоны в охладитель (15), где пар конденсируется в жидкое состояние, а чистый кислород через штуцер (17) поступает в газосборник. Избыток конденсированной воды выводится через трубку (16). Отработанный воздух через выходное отверстие (3) выходит наружу.
Таким образом, авторами предлагается установка для получения чистого кислорода, конструкционные особенности которой обеспечивают наряду с непрерывным разделением потока воздуха, используемого в качестве источника кислорода, использование водяного пара, используемого в качестве среды с пониженным содержанием кислорода. Такое сочетание использования парокислородной смеси позволяет добиться необходимого градиента парциального давления кислорода, инициирующего процесс диффузии, что позволяет эффективно выделять чистый кислород из продуктов работы установки. При этом использование емкости-охладителя способствует эффективности выделения газообразного кислорода.
Claims (1)
- Установка для получения чистого кислорода, содержащая корпус, снабженный входным и выходным отверстиями, по крайней мере, один модуль, содержащий, по крайней мере, две трубчатые мембраны, выполненные из керамического материала со структурой перовскита, выходы которых соединены коллектором, отличающаяся тем, что внутреннее пространство модуля содержит парораспределитель, связанный посредством трубопровода с парогенератором и имеющий форсунки, соединенные с входом трубчатых мембран, выполненных из материала состава Sr(1-x)A(x)Co(1-y)Me(y)O(3–δ), где A – щелочно-земельный металл, 0<x<1, Me - d-металл, 0<y<1 или Ba0.5Sr0.5Co(0.8-x)Al(x)Fe0.2O(3–δ), где 0<x<0.15 или LnBaCo(2–x)Me(x)O(3–δ), где Ln – редкоземельный элемент, Me - d-металл или Al, 0<x<1 или композит LnBaCo2O(6–δ)/BaAl2O4, а выход каждой мембраны соединен посредством форсунки с коллектором и герметизирован с помощью высокотемпературного клея, при этом коллектор связан посредством трубопровода с емкостью-охладителем, имеющей два выходных отверстия, одно из которых расположено на уровне ½ высоты емкости-охладителя, а другое – на крышке, которая герметично закреплена с помощью болтов к боковым стенкам емкости-охладителя, а корпус снабжен нагревателем, выполненным, например, в виде спирали и закрепленным на внутренней части боковой поверхности корпуса.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139623U RU195987U1 (ru) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | Установка для получения чистого кислорода |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139623U RU195987U1 (ru) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | Установка для получения чистого кислорода |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU195987U1 true RU195987U1 (ru) | 2020-02-12 |
Family
ID=69626514
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019139623U RU195987U1 (ru) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | Установка для получения чистого кислорода |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU195987U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2805110C2 (ru) * | 2019-06-04 | 2023-10-11 | Балтимор Эйркойл Компани, Инк. | Теплообменник с трубчатыми мембранами |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2105711C1 (ru) * | 1993-08-05 | 1998-02-27 | Василий Георгиевич Куйдин | Способ получения чистого кислорода |
WO1999025459A1 (en) * | 1997-11-18 | 1999-05-27 | Praxair Technology, Inc. | Thermally powered oxygen/nitrogen plant incorporating an oxygen selective ion transport membrane |
RU13490U1 (ru) * | 1999-06-21 | 2000-04-20 | Открытое акционерное общество "Уральский научно-исследовательский технологический институт" | Генератор кислорода |
RU2167696C2 (ru) * | 1995-06-14 | 2001-05-27 | Праксайр Текнолоджи, Инк. | Способ получения кислорода и выработки энергии |
RU30093U1 (ru) * | 2002-12-31 | 2003-06-20 | Институт машиноведения Уральского отделения РАН | Установка получения кислорода из воздуха |
CN102580478A (zh) * | 2012-03-20 | 2012-07-18 | 南京工业大学 | 一体式管式陶瓷透氧膜分离反应器 |
-
2019
- 2019-12-05 RU RU2019139623U patent/RU195987U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2105711C1 (ru) * | 1993-08-05 | 1998-02-27 | Василий Георгиевич Куйдин | Способ получения чистого кислорода |
RU2167696C2 (ru) * | 1995-06-14 | 2001-05-27 | Праксайр Текнолоджи, Инк. | Способ получения кислорода и выработки энергии |
WO1999025459A1 (en) * | 1997-11-18 | 1999-05-27 | Praxair Technology, Inc. | Thermally powered oxygen/nitrogen plant incorporating an oxygen selective ion transport membrane |
RU13490U1 (ru) * | 1999-06-21 | 2000-04-20 | Открытое акционерное общество "Уральский научно-исследовательский технологический институт" | Генератор кислорода |
RU30093U1 (ru) * | 2002-12-31 | 2003-06-20 | Институт машиноведения Уральского отделения РАН | Установка получения кислорода из воздуха |
CN102580478A (zh) * | 2012-03-20 | 2012-07-18 | 南京工业大学 | 一体式管式陶瓷透氧膜分离反应器 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2805110C2 (ru) * | 2019-06-04 | 2023-10-11 | Балтимор Эйркойл Компани, Инк. | Теплообменник с трубчатыми мембранами |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI765198B (zh) | 熱利用系統及發熱裝置 | |
US20050053878A1 (en) | Device for combustion of a carbon containing fuel in a nitrogen free atmosphere and a method for operating said device | |
US5304354A (en) | Catalytic chemical reaction assembly | |
US7160357B2 (en) | Oxygen transport membrane reactor and method | |
CN215086991U (zh) | 一种制氢装置 | |
RU195987U1 (ru) | Установка для получения чистого кислорода | |
CN202860416U (zh) | 管壳式蒸汽渗透膜组件 | |
JP4239077B2 (ja) | 高温耐食性セラミックス製コンパクト熱交換器 | |
CN214734505U (zh) | 一种制氢系统 | |
SU1426443A3 (ru) | Охлаждающа головка дл одно- или многокамерной печи дл непрерывного производства синильной кислоты | |
CN201175650Y (zh) | 用于空气分离制氧的陶瓷中空纤维透氧膜管束组件 | |
US10549994B2 (en) | Method and arrangement for the production and thermal compression of oxygen | |
US3226915A (en) | Hydrogen diffusion unit | |
JPS6327394B2 (ru) | ||
SU1472104A1 (ru) | Мембранный аппарат дл выделени водорода из газовых смесей | |
CN110902652A (zh) | 一种可强化反应效率的在线分离重整制氢气方法及实现该方法的装置 | |
CN218860334U (zh) | 一种稀有气体提纯氮气供给装置 | |
CN112178970B (zh) | 氢气非燃烧法用于溴化锂机组并联产氮气的方法及系统 | |
CN211215455U (zh) | 一种液相分离提纯装置 | |
JPH0125612B2 (ru) | ||
TWM574073U (zh) | 氣體處理裝置 | |
CN211487602U (zh) | 一种具有调压功能的反应塔 | |
CN220176048U (zh) | 一种氨裂解的氨气生成装置 | |
CN216785723U (zh) | 一种制氢器用带有热交换室的反应器 | |
SU1604965A1 (ru) | Щит греющей опалубки |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20201206 |