SU944621A1 - Apparatus for purifying hydrogen - Google Patents

Apparatus for purifying hydrogen Download PDF

Info

Publication number
SU944621A1
SU944621A1 SU803218697A SU3218697A SU944621A1 SU 944621 A1 SU944621 A1 SU 944621A1 SU 803218697 A SU803218697 A SU 803218697A SU 3218697 A SU3218697 A SU 3218697A SU 944621 A1 SU944621 A1 SU 944621A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
hydrogen
valve
chamber
heat
chambers
Prior art date
Application number
SU803218697A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Илья Львович Варшавский
Виктор Васильевич Соловей
Юрий Федорович Шмалько
Владимир Ювенальевич Степанов
Альбина Ивановна Маркелова
Лариса Ивановна Веницкая
Original Assignee
Институт Проблем Машиностроения Ан Усср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Проблем Машиностроения Ан Усср filed Critical Институт Проблем Машиностроения Ан Усср
Priority to SU803218697A priority Critical patent/SU944621A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU944621A1 publication Critical patent/SU944621A1/en

Links

Landscapes

  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Description

Изобретение относитс  к сорбционнойочистке водорода от газообразных примесей.This invention relates to the sorption purification of hydrogen from gaseous impurities.

Известно устройство дл  очистки и компримировани  газовых смесей, включающее два паргшлельно установленных адсорбера и систему трубопроводов дл  их соединени  f1.A device for cleaning and compressing gas mixtures is known, which includes two pairs of adsorbers installed and a piping system for connecting them f1.

Известно также устройство дл  очистки водорода, включающее корпус, два сло  адсорбента, разделенных перегородкой, патрубки ввода и вывода газа t 2 .It is also known a device for hydrogen purification, comprising a housing, two layers of adsorbent separated by a septum, gas inlet and outlet connections t 2.

Недостатком известных устройств  вл етс  их мала  экономичность, вследствие больших затрат тепла на процесс десорбции.A disadvantage of the known devices is their low efficiency, due to the high heat consumption for the desorption process.

Целью изобретени   вл етс  повышение экономичности процесса очистки путем сокращени  затрат тепла на процесс десорбции.The aim of the invention is to increase the efficiency of the cleaning process by reducing the heat consumption for the desorption process.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  очистки водорода , включающем корпус, два сло  сорбента, разделенных перегородкой , патрубки ввода и вывода газа, перегородка выполнена замкнутой, а слои сорбента размещены с внешней и внутренней сторон перегородки. ,This goal is achieved by the fact that in a hydrogen purification device, including a housing, two sorbent layers separated by a septum, gas inlet and outlet nozzles, the septum is closed, and the sorbent layers are placed on the outer and inner sides of the septum. ,

Целесообразно, чтобы перегородка была выполнена зигзагообразной.It is advisable that the partition was made zigzag.

На чертеже схематично изображено устройство дл  очистки водорода.The drawing schematically shows a device for hydrogen purification.

Claims (2)

Устройство выполнено в виде переменно охлаждаемых и нагреваемых KciMep 1 и 2, заполненных сло ми твердого сорбента, например интерметаллическим соединением LaNig-. Камеры имеют общую теплообменную поверхность . Камеры 1 и 2 разделены по газовому тракту газонепронициемой перегородкой 3 и могут поочередно подключатьс  через трубопроводы 4 и 5 к выходам двухходового клапана 6, вход которого соединен с источником 7 загр зненного водорода . Выходные трубопроводы 8 и 9 камер соединены с входами двуххо20 дового клапана 10, выход которого подключен к сборнику 11 очищенного водорода. Клапан 10 может подключить к сборнику 11 очищенного водорода либо Трубопровод 8 при закрытом тру25 бопроводе 9, либо наоборот. Кроме того , клапан 10 может одновременно закрывать трубопроводы 8 и 9, К выходным трубопроводам 8 и 9 подключены клапаны 12 и 13, предназначенные дл  сброса примесей. Камеры 1 и 2 имеют теплоизолирующий экран 14. В одной из камер расположен змеевик 15 дл  подачи теплоносител . Устройство дл  очистки водорода работает следующим образом. Водород, содержащий газовые примеси из источника 7 поступает на вхо двухходового клапана б, выходы которого могут подключатьс  через трубопроводы 4 и 5 либо к входу камеры 1 либо 2. Известно, что процесс сорбции экзотермичен, и, следовательно, пгзипоглощении водорода интерметаллическим соединением, выдел етс  определенное количество тепла (например , при поглощении 1 моль Н, ин терметаллидом LaNi -7 г 5 ккал). Соот ветственно, процесс десорбции экзотермичен . Поэтому при поглощении водорода сорбентом необходимо отводить значительные количества тепла от гидридных камер, а при выделении подводить. При первоначальном включении уст ройства дл  ускорени  процесса поглоще ние загр зненного водорода .(клапан включен так, что водород поступает из источника 7 в камеру 2, клапан 1 Закрывает трубопровод 9) камера 2 охлаждаетс , подаваемым через змеевик 15 теплоносителем (например, водой). Затем,после поглощени  водорода и примесей интерметаллидом камеры 2, подача охлаждающей жидкости в змеевик 15 прекращаетс  и клапан переключаетс  так, что загр зненный водород из источника 7 поступает по трубопроводу 4 в камеру 1, также заполненную интерметаллидом. В это врем  клапан 10 подключает к сборнику 11 очищенного водорода трубопровод 9, а выход трубопровода 8 запирает . В таком положении загр зненный водород поглощаетс  интерметаллидом в к.амере 1 и при этом в ней выдел етс  тепло фазового перехода. Это тепло через теплообменную перегородку 3 (выполн ющую и роль непроницаемой дл  газа перегородки) переноситс  в камеру 2 и стимулирует выделение очищенного водорода из гидрида интерметаллического соединени  через трубопровод 9, открытый клапан 10 в сборник 11.очищенного водорода Затем, после достижени  определенной температуры Т начала выделени  примесей (котора  определ етс  экспериментально ) в камере 2, клапан 10 переключаетс  .и закрывает выходы трубопроводов 8 и 9 и открываетс  клапан 12, через который примеси, ос тавшиес  в гидриде после удалени  чистого водорода и выдел емые из него при температурах ТтТд, сбрасываютс  либо в атмосферу, либо в специальный сборник (не показан). После окончани  процесса сорбции в камере 1 клапан 12 закрываетс , клапан 6 подключен к источнику 7 через трубопровод 5 камеру 2, клапан 10 подключает к сборнику 11 через трубопровод 9 камеру 1 и закрывает трубопровод 8. Загр зненный водород 9 поглощаетс  в камере 2, тепло фазового перехода через теплообменную перегородку 3 поступает в камеру 1 и очищенный водород поступает в сборник 11. При достижении температуры TO в камере 1 клапан 10 з.акрывает трубопроводы 8 и 9, а клапан 13 открываетс  дл  сброса примесей из камеры 1. Таким образом, цикл повтор етс . После наработки определенного числа циклов в гидридных камерах системы может скапливатьс  значительное количество трудноудал емых примесей, которые снижают сорбционную емкость гидрида. Дл  восстановлени  первоначальных свойств гидридообразующего вещества в камеры через теплообменник 15 периодически (после наработки определенного количества циклов) подаетс  теплоноситель с температурой . При этом клапан 6 закрывает трубопроводы 4 И 5, клапан 10 закрывает трубопроводы 8 и 9, а выдел емые примеси сбрасываютс  через клапаны 12 и 13. Экономическа  эффективность изобретени  выражаетс  в снижении расхода тепла и охлаждающей жидкости при очистке водорода предлагаемым устройством . Формула изобретени  1.Устройство дл  очистки водорода, включающее корпус, два сло  сорбента, разделенных перегородкой, патрубки ввода и вывод газа, отличающеес  тем, что, с целью повышени  экономичности процесса очистки путем сокращени  затрат тепла на процесс десорбции, перегородка выполнена замкнутой, а слои сорбента размещены с внешней и внутренней сторон перегородки. 2.Устройство ПОП.1, отличающеес  тем, что перегородка выполнена зигзагообразной. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Англии 1537302, В 01 D 53/26, 1978. The device is made in the form of alternately cooled and heated KciMep 1 and 2, filled with layers of solid sorbent, for example, an intermetallic compound LaNig-. Chambers have a common heat exchange surface. Chambers 1 and 2 are separated by a gas path by a gas-impermeable partition 3 and can be alternately connected via pipelines 4 and 5 to the outlets of a two-way valve 6, the inlet of which is connected to the source 7 of contaminated hydrogen. The outlet piping 8 and 9 of the chambers are connected to the inlets of a two-way valve 10, the outlet of which is connected to the collection 11 of purified hydrogen. The valve 10 can connect to the collection 11 of purified hydrogen either Pipeline 8 with the pipe 25 closed 9, or vice versa. In addition, the valve 10 can simultaneously close the piping 8 and 9, To the output piping 8 and 9 are connected valves 12 and 13, designed to discharge impurities. Chambers 1 and 2 have a heat-insulating screen 14. In one of the chambers there is a coil 15 for supplying heat transfer fluid. A device for hydrogen purification works as follows. Hydrogen containing gas impurities from source 7 enters the inlet of a two-way valve b, the outputs of which can be connected through pipelines 4 and 5 or to the inlet of chamber 1 or 2. It is known that the process of sorption is exothermic, and, consequently, hydrogen absorption by intermetallic hydrogen is released a certain amount of heat (for example, at absorption of 1 mol H, with LaNi intermetallic acid — 7 g 5 kcal). Accordingly, the desorption process is exothermic. Therefore, when absorbing hydrogen by the sorbent, it is necessary to divert significant amounts of heat from the hydride chambers, and to dissipate it when released. When the device is initially turned on to accelerate the process of absorbing contaminated hydrogen (the valve is turned on so that hydrogen flows from source 7 to chamber 2, valve 1 closes pipeline 9) chamber 2 is cooled by coolant (e.g. water) through the coil 15. Then, after absorption of hydrogen and impurities by the intermetallic compound of chamber 2, the supply of coolant to the coil 15 is stopped and the valve is switched so that the contaminated hydrogen from source 7 flows through conduit 4 to chamber 1, also filled with intermetallic. At this time, the valve 10 connects to the collection 11 of purified hydrogen pipe 9, and the output of the pipe 8 locks. In this position, the contaminated hydrogen is absorbed by the intermetallic in chamber 1, and at the same time it releases heat from the phase transition. This heat is transferred through the heat exchange wall 3 (playing the role of a gas-tight barrier) into the chamber 2 and stimulates the release of purified hydrogen from the intermetallic hydride through pipe 9, the valve 10 is opened into the cleaned hydrogen collection 11. Then release of impurities (which is determined experimentally) in chamber 2, valve 10 switches. and closes the outlets of pipes 8 and 9 and opens valve 12 through which impurities left in the hydride After removing pure hydrogen, and released from the at temperatures TtTd it, are reset either to atmosphere or to a special collector (not shown). After the end of the sorption process in chamber 1, valve 12 is closed, valve 6 is connected to source 7 through pipeline 5, chamber 2, valve 10 connects to collector 11 through pipeline 9, chamber 1 closes pipeline 8. Contaminated hydrogen 9 is absorbed in chamber 2, phase heat transition through the heat exchange wall 3 enters chamber 1 and purified hydrogen enters collector 11. When temperature TO reaches chamber 1, valve 10 closes pipelines 8 and 9, and valve 13 opens to discharge impurities from chamber 1. Thus, the cycle is repeated em with . After a certain number of cycles have been developed, a significant amount of difficult to remove impurities can accumulate in the hydride chambers of the system, which reduce the sorption capacity of the hydride. To restore the original properties of the hydride forming substance, heat transfer medium is periodically supplied to the chambers through the heat exchanger 15 (after a certain number of cycles has been developed). At that, valve 6 closes pipelines 4 and 5, valve 10 closes pipelines 8 and 9, and released impurities are discharged through valves 12 and 13. The economic efficiency of the invention is expressed in reducing the consumption of heat and coolant during hydrogen purification by the proposed device. Claim 1. Hydrogen purification device, comprising a housing, two sorbent layers separated by a partition, gas inlets and a gas outlet, characterized in that, in order to increase the efficiency of the cleaning process by reducing the heat cost of the desorption process, the partition is closed and the layers sorbent placed on the outer and inner sides of the partition. 2. A POP device 1, characterized in that the partition is zigzag-shaped. Sources of information taken into account in the examination 1. England patent 1537302, 01 D 53/26, 1978. 2.Патент США № 3513631, кл. В 01 D 53/04, 1970.2. US patent number 3513631, cl. On 01 D 53/04, 1970. / // /
SU803218697A 1980-12-11 1980-12-11 Apparatus for purifying hydrogen SU944621A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803218697A SU944621A1 (en) 1980-12-11 1980-12-11 Apparatus for purifying hydrogen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803218697A SU944621A1 (en) 1980-12-11 1980-12-11 Apparatus for purifying hydrogen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU944621A1 true SU944621A1 (en) 1982-07-23

Family

ID=20932175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU803218697A SU944621A1 (en) 1980-12-11 1980-12-11 Apparatus for purifying hydrogen

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU944621A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2630917C2 (en) * 2015-12-29 2017-09-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) Method for separating gas mixtures containing hydrogen and carbon dioxide, by hydrides of metals

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2630917C2 (en) * 2015-12-29 2017-09-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) Method for separating gas mixtures containing hydrogen and carbon dioxide, by hydrides of metals

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4030896A (en) Regeneration of adsorbents
US3103425A (en) Adsorption apparatus and method
US3323288A (en) Selective adsorption process and apparatus
US8025720B2 (en) Systems and methods for processing methane and other gases
US6221130B1 (en) Method of compressing and drying a gas and apparatus for use therein
JP2003175311A (en) Thermal swing adsorption method and adsorption unit and apparatus therefor
US3501923A (en) Process for decontaminating radioactive fluids
JPH07280432A (en) Plant for distilling air and method thereof
KR20060023461A (en) Method and apparatus for purifying helium gas
US3432995A (en) Adsorption tower
RU2398616C2 (en) Adsorption plant
SU944621A1 (en) Apparatus for purifying hydrogen
JPS6156009B2 (en)
KR101720799B1 (en) Purifying method and purifying apparatus for argon gas
CN102311102A (en) The purification process of helium and purification devices
CN210448618U (en) Zero gas consumption deoiling adsorption drying system of gas
SU504545A1 (en) Installation for cleaning and separation of gases
JPS557565A (en) Helium or hydrogen gas purification apparatus
CN208898830U (en) A kind of Gas Dehydration System with pre-dehydration module
RU2342980C2 (en) Adsorption plant for dried-up gas cleaning
JPH0810550A (en) Method for recovering latent heat from waste gas and device therefor
SU1150009A1 (en) Installation for dehumidification and cleaning of gas
SU1593690A1 (en) Adsorber
SU874136A1 (en) Continuous-action absorbing plant
JPH09122432A (en) Gas separator using pressure swing adsorption process