|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] 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 расширениями сечений к емкостям для газовой смеси и технологического газа. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено несколькими диффузионными каналами.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
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 расширениями сечений к емкостям для газовой смеси и технологического газа. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено несколькими диффузионными каналами.
Евразийское (") 030303 (13) В1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента (51) Int. Cl. BOW 53/22 (2006.01)
2018.07.31
(21) Номер заявки 201500549
(22) Дата подачи заявки
2015.04.21
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ
(31) 2014/1831.1
(32) 2014.12.11
(33) KZ
(43) 2016.10.31
(96) KZ2015/019 (KZ) 2015.04.21
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
КОСОВ ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ; ЖАВРИН ЮРИЙ ИВАНОВИЧ; КРАСИКОВ СЕРГЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ (KZ)
(72) Изобретатель:
Косов Владимир Николаевич, Жаврин Юрий Иванович, Красиков Сергей Анатольевич, Федоренко Ольга Владимировна (KZ)
(74) Представитель:
Федоренко О.В. (RU)
(56) KZ-A-6359
SU-A-940390 KZ-A4-26884 KZ-A4-28071
(57) 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, снабжено диффузионным каналом, выполненным с расширениями сечений к емкостям для газовой смеси и технологического газа. Устройство может снабжаться несколькими дополнительными диффузионными каналами.
Изобретение относится к устройствам для разделения газовых смесей и может быть использовано для отделения некоторых 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 d3 > R r D/g Ар, где R - критическое диффузионное число Рэлея; r - средняя динамическая вязкость смеси и технологического газа; D - усредненный коэффициент диффузии компонентов смеси и технологического газа; g - ускорение силы тяжести; Ар - различие в плотности технологического газа и смеси. Кроме того, устройство снабжено подводящими и отводящими магистралями для подвода исходных газов и отвода продуктов разделения.
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, диффузионный канал выполнен с расширениями сечений к емкостям для газовой смеси и технологического газа. Устройство может быть снабжено несколькими диффузионными каналами.
Выполнение диффузионного канала с расширениями сечений к емкостям для газовой смеси и технологического газа увеличивает интенсивность разделения газовой смеси. Снабжение дополнительными диффузионными каналами приводит к увеличению общей производительности разделения пропорционально количеству диффузионных каналов.
На фиг. 1 представлена схема устройства для разделения газовой смеси с диффузионным каналом, выполненным с расширениями к емкостям для газовой смеси и технологического газа, а на фиг. 2 - схема устройства с дополнительными диффузионными каналами.
Устройство для разделения газовой смеси (фиг. 1) состоит из диффузионного канала 1, выполненного с расширениями к емкостям для газовой смеси и технологического газа, емкости для газовой смеси 2, емкости для технологического газа 3, подводящих магистралей 4 и отводящих магистралей 5. Устройство может быть снабжено несколькими диффузионными каналами 1 (фиг. 2).
Устройство работает следующим образом.
Газовая смесь и технологический газ подаются через магистрали 4 в емкости 2 и 3 соответственно. Плотность технологического газа выбирается между плотностями разделяемого тяжелого и легкого компонентов смеси. Тогда, если характерный размер диффузионного канала превышает критический, реализуется режим диффузионной неустойчивости. На границе раздела "смесь - технологический газ" образуются стратифицированные по плотности зоны, которые вследствие своей неустойчивости в поле силы тяжести при превышении критического размера диффузионного канала приводят к образованию "конвективных ячеек". Ячейки, обладающие повышенной концентрацией тяжелого газа, под воздействием архимедовых сил перемещаются в нижнюю емкость 3 с технологическим газом. В свою очередь, ячейки с более легким технологическим газом перемещаются в верхнюю емкость 2. Таким образом, в разделяемой смеси происходит отделение тяжелого газа и замещение его более легким технологическим газом (Косов В.Н., Селезнев В.Д., Жаврин Ю.И. Эффект разделения компонентов при изотермическом смешении тройных газовых систем в условиях свободной конвекции//ЖТФ. - 1997, т. 67, № 10, с. 139, 140). Поскольку физический перенос разделяемых газов происходит в "конвекционных ячейках", а диффузионные процессы только формируют их, производительность подобного устройства много выше чисто диффузионных устройств разделения. Проведенные исследования показали, что для диффузионных каналов с характерным размером, превышающим критическое значение, увеличение размера канала с приближением к емкости для газовой смеси 2 и емкости для технологического газа 3 вызывает возрастание интенсивности процесса образования конвективных ячеек и, как следствие, увеличение эффективности разделения газов. Далее разделенные газовые смеси выводятся через магистрали 5.
Для увеличения суммарной производительности разделения газов устройство может выполняться с несколькими диффузионными каналами.
Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества:
высокую производительность за счет использования механизма диффузионной неустойчивости в
каналах с расширениями сечений к емкостям для газовой смеси 2 и технологического газа 3;
возможность повышения суммарной производительности устройства за счет снабжения несколькими диффузионными каналами.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить эффективное разделение смесей газов.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
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 расширениями сечений к емкостям для газовой смеси и технологического газа.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено несколькими диффузионными каналами.
030303
- 1 -
030303
- 1 -
030303
- 4 -
|
