Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к устройствам для разделения газовых смесей и может быть использовано для отделения компонентов газовой смеси в химической, биологической, газодобывающей и других отраслях промышленности. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для разделения газовой смеси, состоящее из подводящих и отводящих магистралей, емкостей для газовой смеси и технологического газа и диффузионного канала с характерным размером, превышающим критическое значение для устойчивости диффузионного процесса между газовой смесью и технологическим газом, при этом диффузионный канал выполнен с наклоном к вертикали. Устройство снабжено несколькими дополнительными диффузионными каналами. Угол наклона диффузионного канала выбирают от 0 до 50 к вертикали. Диффузионный канал выполнен в виде цилиндра или призмы, или параллелепипеда.

Текст

Смотреть все

(51) 01 53/22 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ использовано для отделения компонентов газовой смеси в химической,биологической,газодобывающей и других отраслях промышленности. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для разделения газовой смеси, состоящее из подводящих и отводящих магистралей, емкостей для газовой смеси и технологического газа и диффузионного канала с характерным размером, превышающим критическое значение для устойчивости диффузионного процесса между газовой смесью и технологическим газом, при этом диффузионный канал выполнен с наклоном к вертикали. Устройство снабжено несколькими дополнительными диффузионными каналами. Угол наклона диффузионного канала выбирают от 0 до 50 к вертикали. Диффузионный канал выполнен в виде цилиндра или призмы, или параллелепипеда.(72) Косов Владимир Николаевич Жаврин Юрий Иванович Красиков Сергей Анатольевич Федоренко Ольга Владимировна(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Научноисследовательский институт экспериментальной и теоретической физики РГП на праве хозяйственного ведения Казахский национальный университет им. Аль-Фараби Министерства образования и науки РК(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ(57) Изобретение относится к устройствам для разделения газовых смесей и может быть Изобретение относится к устройствам для разделения газовых смесей и может быть использовано для разделения компонентов газовой смеси в химической,биологической,газодобывающей и других отраслях промышленности. Известно устройство для разделения газовой смеси, используемое в препаративной капиллярной хроматографии, состоящее из емкости для несущего газа, емкости для разделяемой смеси, капилляра и емкостей для сбора разделенных компонентов(Гольберг К.А., Вигдергауз М.С. Курс газовой хроматографии, М. Химия, 1967). Недостатком этого устройства для разделения является малая производительность и периодичность действия. Наиболее близким аналогом, то есть прототипом является устройство для разделения газовой смеси(Предварительный патент РК 6359, опубл. 15.07.1998, бюл. 6) имеющее емкости для газовой смеси и технологического газа, диффузионный канал с характерным размером, определенным из соотношения 3/, где-критическое диффузионное число Рэлея- средняя динамическая вязкость смеси и технологического газа- усредненный коэффициент диффузии компонентов смеси и технологического газаускорение силы тяжести- различие в плотности технологического газа и смеси. Кроме того,устройство снабжено подводящими и отводящими магистралями для подвода исходных газов и отвода продуктов разделения, а также в диффузионный канал. Недостатком прототипа является недостаточная производительность. Задачей изобретения является повышение производительности устройства для разделения газовой смеси. Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для разделения газовой смеси,состоящем из подводящих и отводящих магистралей, емкостей для газовой смеси и технологического газа и диффузионного канала с характерным размером, превышающим критическое значение для устойчивости диффузионного процесса между газовой смесью и технологическим газом, при этом диффузионный канал выполнен с наклоном к вертикали, при этом угол наклона диффузионного канала выбирают от 0 до 50 к вертикали, а диффузионный канал выполнен в виде цилиндра или призмы, или параллелепипеда. Выполнение диффузионного канала с наклоном к вертикали увеличивает интенсивность разделения газовой смеси. На фиг.1 представлена схема устройства для разделения газовой смеси с диффузионным каналом,выполненным с наклоном к вертикали. Устройство для разделения газовой смеси (фиг.1) состоит из диффузионного канала 1, выполненного с наклономк вертикали, емкости для газовой смеси 2, емкости для технологического газа 3, подводящих магистралей 4 и 5 и отводящих магистралей 6 и 7. Устройство работает следующим образом. 2 Газовая смесь подается через магистраль 4 в емкость 2, а через магистраль 5 под тем же давлением в емкость 3 подается технологический газ, плотность которого выбирается между плотностями разделяемого тяжелого и легкого компонентов смеси. Тогда, если характерный размер диффузионного канала превышает критический,реализуется режим гравитационной конвекции. На границе раздела смесь - технологический газ образуется стратифицированные по плотности зоны,в которых возникают конвективные структуры(конвективные ячейки). Ячейки, обладающие повышенной концентрацией тяжелого газа, под воздействием архимедовых сил перемещаются в нижнюю емкость 3 с технологическим газом,вытесняя его в верхнюю емкость 2. Таким образом,в разделяемой смеси происходит отделение тяжелого газа и замещение его более легким по плотности технологическим газом. Поскольку разделение газов происходит в образовавшихся структурных течениях, а диффузионные процессы только формируют конвективные ячейки, то производительность подобного устройства много выше чисто диффузионных устройств разделения. Проведенные исследования показали, что для диффузионных каналов с диаметром, значительно превышающим критическое значение, увеличение угла наклона к вертикали вызывает возрастание интенсивности процесса разделения газов до определенного максимального значения с дальнейшим снижением по мере увеличения угла. Соответственно, выполнение диффузионного канала с углом наклона к вертикали до определенного максимального значения позволяет увеличить интенсивность процесса разделения газов в диффузионном канале по сравнению с прототипом. Далее разделенные газовые смеси выводятся через магистрали 6 и 7. Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества- высокую производительность за счет использования механизма диффузионной неустойчивости в каналах с наклоном к вертикальной оси. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить эффективное разделение смесей газов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для разделения газовой смеси,состоящее из подводящих и отводящих магистралей, емкостей для газовой смеси и технологического газа и диффузионного канала с характерным размером, превышающим критическое значение для устойчивости диффузионного процесса между газовой смесью и технологическим газом, отличающееся тем, что диффузионный канал выполнен с наклоном к вертикали. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что угол наклона диффузионного канала выбирают от 0 до 50 к вертикали. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диффузионный канал выполнен в виде цилиндра

МПК / Метки

МПК: B01D 53/22, A25O 3/00

Метки: устройство, смеси, разделения, газовой

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/3-26884-ustrojjstvo-dlya-razdeleniya-gazovojj-smesi.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Устройство для разделения газовой смеси</a>

Похожие патенты