SU345717A1 - Способ получени обогащенного кислородом воздуха - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к разделению газовых смесей, а именно к диффузионному способу производства воздуха, обогащенного кислородом, необходимого дл  проведени  процессов горени  в камерах сгорани  МГД-генератора, технологического ду1ь  в доменных процессах, а гак же дл  различных окислительных процессов в химической промышленности и различных област х техники.

Известен способ получени  обогащенН01Х ) кислородом воздуха путем пропускани  воздушного потока через диффузионные  чейки, изготовленные из полимерного материала. Однако применение этого способа ведет к большим энергетическим затратам.

С целью снижени  энергетических зат-. рат и увеличени  производит.ельности процесса обогащени  предлагаетс  диффузионные  чейкипомещать непосредственно в атмосферный воздух, внутри диффузионных  чеек создать напр жение, и обогащенный .кислородом воздух, выход щий из  чеек;

сжимать до необходимого давлени . Подогрев воздуха осуществл ют на входе, в диффузионные  чейки.

На чертеже пана технологическа  схема предлагаемого воздуха.

Схема включает диффузионные  чейки 1, изготовленные из газопроницаемых пленок, общий коллектор 2, объедин ющий диффузионные  чейки, предназначенный дл  отвода обогащенного воздуха из внутренних полостей  чеек, вакуум-компрессор 3, поддерживающий разрежение во внутренних полост х  чеек и сжимающий обо -ашенный воздух до необходимого да& лени , и устройство 4 дл  подогрева во; духа , основанное на использовании вторичных энергоресурсов технологических процессов.

Дл  интенсификации процесса обогаще ни  атмосферный воздух перемещают вдоль поверхности пленки в каналах между диффузионными  чейками за счет конвекоии воздуха, нагреваемого в нижней части аппарата при использовании вторичных

энергоресурсов технологических проиесеов . Во внутренних полост х  чеек поддерживают разрежение с помощью вакуум-компрессора , который сжимает обогащенный воздух до давлени , необходимого дл  последующего его исполЕзЗОвани 

Использование вторичных энергоресурсов технологических процессов позвол ет не только ocyuiecTBHTb перемещение обогащаемого воздуха за счет конвекции, но и существенно увеличить производительность аппаратов благодар  тому, что процесс разделени  происходит при п-овыщен- ной температуре. Оптимальна  температура процесса определ етс  термоокислитель ной стабильностью пленки и зависимостью ее селективности от температуры.

Пример 1. Дл  получени  воздуха , обогащенного кислородом, используют пленку из полидиметилсилоксана толщиной 20 мк с фактором разделени  кислорода и азота 2, 3 и константой газопроницаемости к кислороду 96О-1О см-см/см-см рт.ст.сек при 5О С.

Диффузионный аппарат, .рассчитанный на получение 1000 нм обогащенного воздуха в 1 ч при 50 С, представл ет собой набор диффузионных  чеек, объединенных обшим коллектором дл  отвода обогащенного кислородом воздуха, расположенных на рассто нии 1 мм друг от друга. Внутри диффузионных  чеек поддерживают разрежение 0,3 атм.

Вакуумный компрессор с КПД изо-. термического сжати  0,65 сжимает обогащенный воздух до 1 атм. Атмосферный воздух подогревают в нижней части аппа ,-хО,

рага по SO (.; за сччг вторичных энерт оресурсов технологических процессов. Расход поступающего возд;/ха на 1 м обогащенного составл ет 30 м.

Результаты расчета основных технологических характеристик аппарата и энегетических затрат даны в табл. 1.

П р и м е р 2, Дл  получени  воздуха , обогащенного кислородом, используют армированную пленку из поливинилтриме- тилсилана- толщиной 20 мк с фактором разделени  кислорода и азота и константой газопроницаемости к кислороду равными соответственно 4,3 и 0,58-Ю см см/см см рт.ст.Сек при 50С;4,5 иО,4 flO см -см/см См рт.ст.-сек прщ ,20 С.

Используют выщеописанный диффузионный аппарат с производительностью 1ООО при 50 или 20°С.

Внутри диффузионных  чеек поддерживают разрежение 0,1 или 0,2 атм.

Вакуумный компрессор с КПД изотермического сжати  равным 0,65 сжимает воздух до 1 атм. Результаты расчета основных технологических характеристик и энергетических затрат приведены в табл. 2,

Данные табл. 1 и 2 показывают, что предлагаемый способ обогащени  воздуха кислородом позвол ет увеличить производительность дш}5фузионных аппаратов в 1,2 раза (поверхность пленки при одинаковой производительности в 1,2 раза меньше). Кроме того, способ обеспечивает снижение энергетических затрат в 1,5-1,8 раз в сравнении с известным способом.

О)

r о

OS

с Ю О

о

00

ю м

00

ю г

О

Ю. N

Н--I

со

о

I

гН

со

о о о н

CN

04 О

о

OJ

см

h

о о о

о о

о о 7 Формула н 3 о б р е г е f к   1. Способ получени  воздуха,обогащенного кислородом, путем пропускани  иоздушнот-о потока через диффузионные  чейки, изготовленные из полимерного м териала, отличающийс  тем, что, с целью снижени  энергетических затрат и увеличени  производительности процесса обогащени , диффузионные  чейллллллЛ/

Воздух

/Г пот ре 5и телю ки 1ометают непосредственно в атмосфе;/ный воздух, .внутри диффузионных  чеек создают разрежение, и обогащенный кислородом воздух, выход щий из  чеек, сжимают до необходимого давлени . 2. Способ по п. 1, отличающий с   тем, что осуществл ют подопрев воздуха на входе в диффузионные  чейки .