RU2430876C1 - Устройство для выделения водорода из водородосодержащей газовой смеси - Google Patents
Устройство для выделения водорода из водородосодержащей газовой смеси Download PDFInfo
- Publication number
- RU2430876C1 RU2430876C1 RU2010106575/05A RU2010106575A RU2430876C1 RU 2430876 C1 RU2430876 C1 RU 2430876C1 RU 2010106575/05 A RU2010106575/05 A RU 2010106575/05A RU 2010106575 A RU2010106575 A RU 2010106575A RU 2430876 C1 RU2430876 C1 RU 2430876C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen
- membrane element
- gas mixture
- membrane
- containing gas
- Prior art date
Links
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области химии и может быть использовано для разделения газов. Устройство для выделения водорода из водородосодержащей газовой смеси содержит корпус 1, в котором соосно установлен, по крайней мере, один полый мембранный элемент 2. Полый мембранный элемент 2 представляет собой электронагреватель, хотя бы один конец которого электрически изолирован от корпуса 1 и соединен с шиной 3 подачи электрического тока. На поверхность мембранного элемента нанесен катализатор 12. Мембранный элемент выполнен из титана, а на его внешнюю поверхность нанесен палладий. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса выделения водорода и упростить конструкцию. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к технологии разделения газов и может быть использовано в отраслях промышленности, использующих чистый водород, например химической, авиационной или космической, где проблемы повышения эффективности и качества очистки газов стоят особенно остро.
В настоящее время известны различные способы разделения газов и конструкции мембранных узлов, предназначенных для выделения чистых газов, например водорода, из газовой смеси, подаваемой на вход устройства.
Известен способ разделения газов и мембранный узел для выделения водорода (Патент США №3469372, B01D 63/00, 1969), который содержит селективные мембраны, изготовленные из палладия или его сплавов, патрубок отвода чистого водорода и газопроницаемый разделитель из мембран. В процессе реализации известного способа возникают механические напряжения, обусловленные наводороживанием мембран, в результате чего снижаются прочность и соответственно ресурс работы устройства.
Известен мембранный разделительный узел (а.с. СССР №1611421, B01D 63/00, 1989).
Известный мембранный узел содержит гофрированные мембраны, изготовленные из палладия или его сплавов и установленные на рамах, образующих кольцевой коллектор для отвода чистого водорода, и газопроницаемый разделитель мембран.
Недостатком такого устройства является наличие сварного соединения палладиевых мембран, герметизирующего полость с очищенным водородом, что ограничивает длительность работы мембранного узла с агрессивными газовыми смесями и исключает возможность многократной разборки и очистки узла, что отрицательно влияет на эффективность процесса.
Известен способ разделения газов и мембранная система для его реализации, включающий подачу исходной газовой смеси в первую и последующие ступени мембранной очистки (см. патент РФ №2035981 от 09.12.1991 г., МПК B01D 61/00 - прототип).
Известное техническое решение обладает недостаточной эффективностью процесса и недостаточной чистотой получаемого продукта.
Известно устройство для разделения газов (см. патент РФ №2126290, МПК B01D 63/00 - прототип), содержащее, по меньшей мере, одну мембрану из палладия или его сплава, патрубки подвода и отвода газов, уплотнения.
Недостатком известного технического решения является невысокая эффективность процесса очистки и сложность конструкции.
Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных выше недостатков, а именно повышение эффективности процесса выделения водорода из водородосодержащей смеси и упрощение конструкции устройства для реализации этого процесса.
Указанная цель достигается тем, что в известном способе выделения водорода из водородосодержащей смеси, основанном на ее пропускании через мембранный элемент, согласно изобретению, сначала нагревают мембранный элемент, содержащий катализатор, а нагревание газовой смеси осуществляют посредством нагретого мембранного элемента, например, пропуская ее через мембранный элемент.
Указанная совокупность признаков проявляет новые свойства, заключающиеся в том, что благодаря нагреву мембранного элемента, содержащего катализатор, при контакте с ним газовой смеси происходит расщепление молекул водорода Н2 и прохождение атомов Н сквозь кристаллическую решетку мембранного элемента с последующим образованием молекул Н2. Все другие составляющие газовой смеси не в состоянии преодолеть мембранный барьер вследствие существенных (по сравнению с атомарным водородом) размером их молекул. Таким образом, повышается чистота выделенного водорода и эффективность способа в целом.
Предлагаемый способ реализован в устройстве, содержащем корпус с соосно установленым в нем, по крайней мере, одним полым трубчатым мембранным элементом, представляющим собой электронагреватель, хотя бы один конец которого электрически изолирован от корпуса и соединен с шиной подачи электрического тока, причем на поверхность мембранного элемента нанесен катализатор, в качестве которого использован палладий, а сам мембранный элемент выполнен из титана или его сплава.
Указанная совокупность признаков проявляет новые свойства, заключающиеся в том, что благодаря выполнению мембранного элемента в виде полого электронагревателя с нанесенным на его поверхность катализатором повышается эффективность нагрева газовой смеси и возрастает КПД используемой энергии. Кроме того, вследствие совмещения функций нагревателя и мембраны в одном элементе, упрощается конструкция устройства и повышается ее надежность.
Предлагаемое техническое решение схематически представлено на чертеже, где:
1 - корпус;
2 - мембранные элементы;
3 - шина;
4 - штуцер-клемма;
5 - крышка;
6 - фланец;
7 - штуцер отвода ретанта;
8 - крышка;
9 - штуцер-клемма отвода пермента (Н2);
10 - фланец;
11 - трубная решетка;
12 - катализатор.
Устройство выделения водорода из водородосодержащей газовой смеси содержит корпус 1, в котором соосно установлены трубчатые мембранные элементы 2, служащие также электронагревателями, правые концы которых электрически изолированы от корпуса 1 и посредством шины 3 соединены со штуцером-клеммой 4, установленным в крышке 5 и электрически изолированным от нее. Крышка 5 посредством фланца 6 крепится к корпусу 1.
В корпусе 1 расположен штуцер отвода ретанта 7, а в крышке 8, закрывающей левую часть корпуса 1, находится штуцер-клемма отвода пермента (Н2) 9. Крышка 8 крепится к корпусу 1 посредством фланца 10. Полость подачи водородосодержащей газовой смеси герметически изолирована от полости выхода пермента Н2 посредством трубной решетки 11, к которой при помощи сварки крепятся мембранные элементы 2.
На внешних поверхностях мембранных элементов 2 нанесен катализатор - (палладий) 12, а сами мембранные элементы выполнены из титана.
Подготовка устройства к работе предполагает его подсоединение посредством штуцера-клеммы 4 к магистрали подачи водородосодержащей газовой смеси и источнику тока, а штуцера-клеммы 9 к источнику тока (для осуществления нагрева мембранных элементов 2) и потребителю чистого водорода.
При подаче газовой смеси к нагретым мембранным элементам 2 (при температуре от 350°С до 650°С), благодаря наличию катализатора 12 (палладия), молекулярный водород начинает разлагаться на атомарный, проникает сквозь кристаллическую решетку титанового мембранного элемента в силу малости размеров атомов, вновь соединяется в молекулы и выходит из штуцера-клеммы 9.
Поскольку размеры молекул всех остальных газов в водородосодержащей газовой смеси существенно больше размеров атомов водорода, то это практически исключает попадание других компонентов в выделенный водород, что ведет к повышению эффективности работы устройства и получению более чистого водорода.
Claims (2)
1. Устройство выделения водорода из водородосодержащей газовой смеси, содержащее корпус, в котором соосно установлен, по крайней мере, один полый мембранный элемент, отличающееся тем, что полый мембранный элемент представляет собой электронагреватель, хотя бы один конец которого электрически изолирован от корпуса и соединен с шиной подачи электрического тока, причем на поверхность мембранного элемента нанесен катализатор.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что мембранный элемент выполнен из титана, а на его внешнюю поверхность нанесен палладий.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010106575/05A RU2430876C1 (ru) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | Устройство для выделения водорода из водородосодержащей газовой смеси |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010106575/05A RU2430876C1 (ru) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | Устройство для выделения водорода из водородосодержащей газовой смеси |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010106575A RU2010106575A (ru) | 2011-08-27 |
RU2430876C1 true RU2430876C1 (ru) | 2011-10-10 |
Family
ID=44756336
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010106575/05A RU2430876C1 (ru) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | Устройство для выделения водорода из водородосодержащей газовой смеси |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2430876C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015080627A1 (ru) | 2013-11-26 | 2015-06-04 | Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" | Система очистки газовой среды от водорода и способ ее эксплуатации |
-
2010
- 2010-02-24 RU RU2010106575/05A patent/RU2430876C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Под редакцией Д.Ю.ГАМБУРГА, Н.Ф.ДУБОВКИНА. Справочник. ВОДОРОД: свойства, получение, хранение, транспортирование, применение. - М.: Химия, 1989, с.504-505. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015080627A1 (ru) | 2013-11-26 | 2015-06-04 | Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" | Система очистки газовой среды от водорода и способ ее эксплуатации |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010106575A (ru) | 2011-08-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102080571B1 (ko) | 고순도 일산화탄소 생산 장치 | |
CN101239256B (zh) | 一种油气分离陶瓷复合膜管及其组件和制备方法 | |
AU2008247280A1 (en) | Production of hydrocarbons from carbon and hydrogen sources | |
CA3003318C (en) | Device for separating carbon dioxide using silicone separation film and method for manufacturing the same | |
RU2013100180A (ru) | Мембранный реактор для очистки газов, содержащих тритий | |
CN103857458A (zh) | 用于有机化合物臭氧分解的方法 | |
US20110052451A1 (en) | Generating hydrogen fuel | |
WO2011136002A1 (ja) | 気体分離装置の運転方法 | |
KR20220119120A (ko) | 물의 전기 분해에 의해서 고순도 수소 및/또는 산소를 생성하기 위한 장치 및 방법 | |
RU2430876C1 (ru) | Устройство для выделения водорода из водородосодержащей газовой смеси | |
US20110027431A1 (en) | On-site frying oil regeneration method and apparatus | |
Du et al. | Fabrication of high-selective hollow fiber DD3R zeolite membrane modules for high-pressure CO2/CH4 separation | |
JP2008221177A (ja) | 脱水用膜分離装置 | |
AU2012348626B2 (en) | Process and apparatus for producing hydrogen | |
Esteras-Saz et al. | Pervaporation of the low ethanol content extracting stream generated from the dealcoholization of red wine by membrane osmotic distillation | |
US9656204B2 (en) | Method for obtaining hydrogen, and corresponding device | |
CA3104176C (en) | Process and device for converting hydrogen sulfide into hydrogen gas and sulfur | |
KR101807782B1 (ko) | 플라즈마-촉매를 이용한 c-h 결합 분해 장치 및 수소 및/또는 c2 이상의 탄화수소를 생산하는 방법 | |
WO2010131086A2 (en) | Hydrogen/oxygen fuel generator | |
CN204849043U (zh) | 一种超高纯氢气发生器 | |
WO2008106190A3 (en) | Integrated electrochemical and thermochemical renewable energy production, storage, distribution and recycling system | |
JP6271405B2 (ja) | ゼオライト膜を用いた脱水方法 | |
CN211025197U (zh) | 一种可电加热式气液分离器 | |
JP2017100090A (ja) | トリチウム分離システム | |
JP5584477B2 (ja) | 2段式水素分離型改質器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150225 |