SU1581354A1 - Composite liquid membrane for separating gaseous mixtures - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технологии разделени  газовых смесей с помощью полупроницаемых мембран и может быть использовано в газовой, нефтехимической, металлургической и химической отрасл х промышленности. Целью изобретени   вл етс  увеличение длительности работы жидкой мембраны без регенерации, уменьшение времени регенерации, обеспечение непрерывной работы. Это достигаетс  тем, что составна  жидка  мембрана дл  разделени  газовых смесей выполнена в виде двух пропитанных раствором носител  компонентов смеси пористых дренажных слоев, разделенных промежуточной перегородкой из крупнопористого материала и снабжена входным и выходным штуцерами дл  жидкости и газа, присоединенными к промежуточной перегородке. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The invention relates to the technology of separation of gas mixtures using semipermeable membranes and can be used in the gas, petrochemical, metallurgical and chemical sectors of the industry. The aim of the invention is to increase the duration of operation of the liquid membrane without regeneration, reducing the time of regeneration, ensuring continuous operation. This is achieved in that the composite liquid membrane for separation of gas mixtures is made in the form of two components of a mixture of porous drainage layers impregnated with a carrier solution, separated by an intermediate bulkhead of a large-pore material and provided with liquid and gas inlet and outlet fittings attached to the intermediate bulkhead. 1 hp f-ly, 1 ill.

Description

Изобретение относитс  к технологии разделени  газовых смесей с помощью полупроницаемых мембран и может быть использовано в газовой, нефтехимической, металлургической и химической отрасл х промышленностиThe invention relates to the technology of separation of gas mixtures using semipermeable membranes and can be used in the gas, petrochemical, metallurgical and chemical industries of the industry.

Целью изобретени   вл етс  увеличение длительности работы жидкой мембраны без регенерации, уменьшение времени регенерации , обеспечение непрерывной работы.The aim of the invention is to increase the duration of operation of the liquid membrane without regeneration, reducing the time of regeneration, ensuring continuous operation.

На чертеже изображен разделительный элемент, содержащий составную жидкую мембрануThe drawing shows the separation element containing a compound liquid membrane

Элемент состоит из штуцера дл  ввода исходного потока 1, штуцеров 2, соединенных через крупнопористую перегородку, дл  ввода паров-растворител  или раствора, полости 3 дл  закачки исходной смеси, штуцера 4 дл  вывода непроникшего потока, вентил  5 дл  замены раствора, емкости 6 со свежим раствором, крупнопористой перегородки 7, полости 8 дл  собирани  проникшего потока, насоса 9, штуцера 10 дл  вывода проникшего потока, мелкопористых дренажных слоев 11, пропитанных растворителем и активным носителем, вентил  12 циркул ционного контура.The element consists of a nozzle for introducing a source stream 1, nozzles 2 connected through a porous partition, for introducing solvent vapors or a solution, a cavity 3 for injecting the initial mixture, a nozzle 4 for withdrawing non-penetrating stream, a valve 5 for replacing the solution, a container 6 with fresh a solution of a large-pore septum 7, a cavity 8 for collecting a penetrated stream, a pump 9, a nozzle 10 for outputting a penetrated stream, finely porous drainage layers 11 impregnated with a solvent and active carrier, a valve 12 of the circulation circuit.

Составна  жидка  мембрана работает следующим образом.Composite liquid membrane works as follows.

В режиме нормальной эксплуатации в разделительный элемент через штуцер 1 в полость дл  закачки исходной смеси 3 подают газовую смесь, предназначенную дл  разделени . Не проникающий через мембрану газ из полости 3 через штуцер 4 удал ют. Другую часть потока газовой смеси, прошедшую через мембрану, скапливают в полости 8 и вывод т из разделительного элемента через штуцер 10. В таком режиме работы вентили 5 и 12 закрыты и в крупнопористой перегородке 7 составной жидкой мембраны находитс  насыщенный пар растворител , так как он испар етс  из емкости 6 со свежим раствором, обеспечива  необходимое давление паров в перегородке 7.In normal operation, a separating gas is introduced into the separation element through the nozzle 1 into the cavity for pumping the initial mixture 3. The non-penetrating gas from the cavity 3 is removed through the nozzle 4. Another part of the gas mixture flow passing through the membrane is accumulated in the cavity 8 and removed from the separating element through the nozzle 10. In this mode of operation, the valves 5 and 12 are closed and saturated vapor of the solvent is in the large-pore partition 7 of the liquid membrane, since it evaporates It comes from the tank 6 with a fresh solution, providing the necessary vapor pressure in the partition 7.

При необходимости регенерации раствора в мелкопористых сло х 11, не останавлива  подачи газа через штуцер 1 и не прекраща  забора проникшего газа через штуцер 10 и непроникшего газа через штуцер 4, привод т в действие насос 9, который при открытом вентиле 12 прокачивает свежий раствор из емкости 6 через крупнопористую перегородку . После регенерации слоев жидкойIf it is necessary to regenerate the solution in the finely porous layers 11, without stopping the gas supply through the fitting 1 and not stopping the penetration of the penetrated gas through the fitting 10 and the non-penetrating gas through the fitting 4, the pump 9 is activated, which, when the valve 12 is open, pumps the fresh solution out of the tank 6 through a large pore septum. After regeneration of the layers of liquid

SSSS

(Л(L

СПSP

ОСOS

ооoo

СЛSL

4four

мембраны насос 9 останавливают, раствор под действием собственного веса выливаетс  из макропористой перегородки 7 обратно в емкость 6, вентиль 12 перекрывают и разделительный элемент эксплуатируют в нормальном режиме.the membranes pump 9 is stopped, the solution under the action of its own weight is poured from the macroporous partition 7 back into the tank 6, the valve 12 is closed and the separation element is operated in normal mode.

При необходимости замену раствора в емкости 6 производ т посредством вентил  5.If necessary, the solution in the tank 6 is replaced by means of a valve 5.

В качестве мелкопористых слоев используют , например, пленки из гидрата целлюпозвол ет увеличить срок эксплуатации газоразделительных устройств без регенерации , ускорить процесс регенерации (проводитс  в режиме разделени  газовой смеси).As finely porous layers, for example, cellulose hydrate films are used to increase the service life of gas separation devices without regeneration, to accelerate the regeneration process (carried out in the gas mixture separation mode).

Claims (2)

1. Составна  жидка  мембрана дл  разделени  газовых смесей, содержаща  пористый дренажный слой, пропитанный растволозы толщиной 100 мкм, в качестве раство- 10 ром носител  компонентов смесей, отличаюпозвол ет увеличить срок эксплуатации газоразделительных устройств без регенерации , ускорить процесс регенерации (проводитс  в режиме разделени  газовой смеси).1. Composite liquid membrane for separation of gas mixtures, containing a porous drainage layer impregnated with a solution of 100 microns thick, as a solution of the carrier of the components of mixtures, allows to extend the life of gas separation devices without regeneration, accelerate the regeneration process (carried out in gas separation mode mixtures). Формула изобретени Invention Formula 1. Составна  жидка  мембрана дл  разделени  газовых смесей, содержаща  пористый дренажный слой, пропитанный раство ром носител  компонентов смесей, отличаю1. A composite liquid membrane for separating gas mixtures containing a porous drainage layer impregnated with a solution of the carrier components of the mixtures, distinguishes рител  - воду, а в качестве активного носител  - КаСОз- Мембрану выполн ют в виде двух слоев из гидрата целлюлозы, пропитанных водным раствором КаСОз, разделенных промежуточным слоем из тефлона (тол- . щина 15 мм, размер пор 1 мм, среднее рассто ние между порами 2 мм).the solvent is water, and as an active carrier, KO3O3. The membrane is made in the form of two layers of cellulose hydrate impregnated with an aqueous solution of KASO3, separated by an intermediate layer of teflon (15 mm thick, 1 mm pore size, average distance between pores 2 mm). Как показали результаты испытаний, мембрана работает в течение 7 ч при наличии насыщенных паров воды в тефлоновом слоеAs shown by the test results, the membrane works for 7 hours in the presence of saturated water vapor in the teflon layer ща с  тем, что, с целью увеличени  длительности работы мембраны без регенерации, уменьшени  времени регенерации и обеспечени  непрерывной работы, она снабжена дополнительным пропитанным раствором носител  пористым дренажным слоем, размещенной между этими сло ми промежуточной перегородкой из крупнопористого материала и входным и выходным штуцерами дл  жидкости и газа, присоединеннымиIn order to increase the duration of membrane operation without regeneration, reduce regeneration time and ensure continuous operation, it is equipped with an additional porous drainage layer impregnated with carrier solution, which is placed between these layers by an intermediate partition of a large-pore material and fluid inlet and outlet fittings and gas attached и 70 мин при отсутствии паров воды в этом20 к промежуточной перегородке.and 70 minutes in the absence of water vapor in this 20 to the intermediate partition. слое. Регенераци  раствора в мембране про-layer. Regeneration of the solution in the membrane 2. Мембрана по п. 1, отличающа с  тем,2. Membrane according to claim 1, wherein исходит за 4 ч.что внешние поверхности мембраны покрытыelapses in 4 hours. that the outer surfaces of the membrane are covered Применение составной жидкой мембранысплошной гомогенной пленкой.The use of a composite liquid membrane continuous homogeneous film. ща с  тем, что, с целью увеличени  длительности работы мембраны без регенерации, уменьшени  времени регенерации и обеспечени  непрерывной работы, она снабжена дополнительным пропитанным раствором носител  пористым дренажным слоем, размещенной между этими сло ми промежуточной перегородкой из крупнопористого материала и входным и выходным штуцерами дл  жидкости и газа, присоединеннымиIn order to increase the duration of membrane operation without regeneration, reduce regeneration time and ensure continuous operation, it is equipped with an additional porous drainage layer impregnated with carrier solution, which is placed between these layers by an intermediate partition of a large-pore material and fluid inlet and outlet fittings and gas attached