Очистка газов на мембранах

Например, основной метод разделения и очистки элементарных газов (азота и кислорода) состоит в дробной перегонке предварительно сжиженного воздуха и последующего избирательного поглощения примесных газов на специальных поглотителях. В последнее время в целях глубокой очистки газов щироко применяются процессы, основанные на диффузии (струйное фракционирование, диффузия через полупроницаемые мембраны, препаративная газовая хроматография, метод молекулярных сит). Однако до сих пор высшая степень очистки простых газов все же не превышает 99,99 %и лишь в отдельных наиболее благоприятных случаях приближается к пяти девяткам (99,999 %). Общей помехой для получения чистых газов является адсорбция влаги и посторонних газов на стенках емкостей, применяемых в ходе их очистки. Удалить посторонние прилипчивые газы со стенок стеклянной или металлической аппаратуры можно лишь путем длительного отжига в вакууме. Вместе с тем следует учесть также возможность поглощения самих эталонируемых газов конструкционными материалами (азота — титаном, танталом, цирконием и их сплавами водорода — платиной, осмием, иридием кислорода — медью, серебром и другими металлами). Кроме того, многие металлы и сплавы оказываются частично проницаемыми для отдельных газов (в первую очередь это относится к легким газам — водороду и гелию), что приводит к нх просачиванию в сосуды с эталонными газами извне. Таким образом, проблема эталонирования даже простых газов оказывается далеко не легким делом. [c.52]

Методы фильтрования используются для очистки газов от взвешенных частиц — аэрозолей. Хорошо зарекомендовали себя фильтрующие материалы из ультратонких полимерных волокон типа ФПП (фильтры Петрянова), ультра-тонкого стекловолокна, фильтрующие мембраны. [c.910]

Применение мембранных процессов в разделении газовых смесей — новое перспективное направление, позволяющее в ряде случаев получить значительный экономический эффект, особенно для маломасштабных задач. Однако использование известных в настоящее время полимерных мембран для глубокой очистки газов еще не получило широкого распространения. Поскольку в области малых содержаний резко уменьшается движущая сила диффузии (разность парциальных давлений) молекул примеси, то преимущественно через мембрану проникает основной компонент. Поэтому материал мембраны должен обладать большей проницаемостью по отношению к основному компоненту. Удаление накапливающегося в кислороде метана (несколько долей на миллион) может быть осуществлено путем его выжигания в печах на катализаторах (оксиды меди или алюминия). Оно должно предшествовать очистке кислорода от влаги и диоксида углерода. Примеси криптона и ксенона могут быть удалены из смеси с кислородом методом адсорбции на силикагеле. [c.914]

Конструктивное исполнение регулятора показано на рис. 89. В верхней крышке регулятора встроен фильтр для очистки газа, поступающего по импульсной трубке к регулятору управления. Рабочая мембрана регулирующего клапана зажата между корпусом мембраны и крышкой, а в центре — стяжным болтом между плоским верхним диском и нижним чашеобразным. Наличие проточки в крышке мембранной коробки центрирует нижний диск и обеспечивает точную установку мембраны перед зажимом ее по периметру. Люк регулирующего клапана, расположенный сверху, служит для монтажа и демонтажа клапана и силовой передачи, а также позволяет быстро и удобно производить осмотр и ремонт клапана. При транспортировке регулятора клапан закрепляется с помощью проволоки, соединяющей клапан с корпусом и прижимающей его к седлу. Клапан регулятора имеет мягкое уплотнение, что обеспечивает его плотное закрывание. Перед установкой регулятора на место необходимо освободить клапан от проволоки. [c.211]

В е трубку заплавляют таким образом, чтобы получилась тонкая стеклянная мембрана, которая служит окошком для наблюдения за жидкостью в капилляре. Луч света направляется в шарообразную часть колбы, как показано стрелкой ж, а глаз наблюдателя защищается круглым непрозрачным экраном 3. Зажим подъемного столика прикрепляют к трубке г тройника, которую присоединяют к трехходовому крану. Кран позволяет соединять тройник с атмосферой или с источником инертного газа. Между трехходовым краном и системой для очистки газа ставят зажим для регулировки скорости течения газа. [c.237]

Анализируемый газ поступает в ватный фильтр, служащий для очистки газа от твердых и жидких (в виде капель) механических примесей. Затем он поступает в мембранный регулятор расхода (рис. 22), где поток газа, проходя через диафрагму 7, создает перепад давления, воспринимаемый измерительной мембраной 1. Мембрана через щток 2 связана с заслонкой 4, [c.47]

Установлено [6—9], что процесс проницаемости газа через пленку является результатом последовательно протекающих процессов сорбции газа в пленке, диффузии через пленку и десорбции с обратной ее стороны. Скорость прохождения газа через пленку в основном определяется скоростью процесса диффузии газа в полимере. Поэтому газопроницаемость полимера можно рассматривать как способность пленок, изготовленных из полимеров, пропускать газ при наличии градиента его концентрации в полимере. Ряд полимерных пленок обладает селективной газопроницаемостью, что дает возможность использовать пленки-мембраны при создании аппаратов разделения газовых смесей для очистки газов, выделения отдельных компонентов газовой смеси и др. [c.132]

Ранее диффузия водородсодержащего газа через мембраны из палладия и его сплавов с серебром была в основном лабораторным методом получения водорода. Однако в последнее время этот метод начали применять в промыщленности [36, 48, 49]. Значительной сложностью при разработке диффузионного разделения было создание мембраны, которая не отравлялась бы примесями, присутствующими в водородсодержащем газе. Основными компонентами, снижающими проницаемость диффузора, являются сероводород, непредельные углеводороды, углекислый газ и пары воды. Поэтому в схему установки диффузионного разделения включают блок очистки сырья. Оптимальные условия работы диффузоров из палладия следующие давление 35—40 ат, температура 300—400° С. [c.112]

Диффузионный метод очистки основан на различии коэффициентов диффузии и проницаемости через твердую перегородку (мембрану) очищаемого газа и примесей. Используются как металлические, так и полимерные мембраны. [c.909]

Различные скорости диффузии газов через определенные материалы позволяют использовать мембраны для разделения таких газовых смесей, как воздух (с целью получения кислорода), водородосодержащие смеси, состоящие из КНд, N2, СН4 и т. д. (для извлечения или очистки водорода), природный газ (для выделения гелия). [c.209]

Кроме полупроницаемых блоков в опреснительных установках, работающих по принципу обратного осмоса, используются также устройства для предварительной обработки воды, насосы для обеспечения рабочего давления, резервуары и приспособления для очистки и промывки и система для удаления рассола. Предварительная обработка заключается в удалении взвешенных твердых частиц посредством фильтрования или пропуска воды через насадки из активного угля (для предотвращения засорения мембран). Она может также сводиться к регулированию значения pH и добавлению гексаметафосфата натрия для уменьшения осаждения солей. После опреснения иногда требуется дальнейшая обработка для стабилизации очищенной воды, так как углекислый газ может проходить через мембраны вместе с водой. Для удаления растворенных газов используются аэраторы или вакуумная дегазация, а для окончательного регулирования pH вводятся добавки извести и кальцинированной соды. Чтобы поддерживать высокую пропускную способность мембраны, необходимо проводить периодическую очистку ее поверхности. Для удаления любого скопления ионов металлов, осадков солей или органических веществ блоки промывают кислотой и очистительными агентами. [c.213]

Содержащиеся в газе-носителе микропримеси в принципе можно удалить одним из двух следующих способов 1) пропусканием через диффузионные мембраны (только для гелия) 2) абсорбцией примесей на молекулярных ситах и химическим методам очистки. [c.461]

Гидродинамическая очистка — воздействие на загрязненную поверхность мембраны пульсаций разделяемого раствора или промывной жидкости (обычно вода), турбулизации потока (увеличение скорости потока за счет периодической циркуляции раствора, вставки — турбулизаторы), промывка газо-жидкост-ной эмульсией (обычно смеси воды и воздуха), обратная продувка мембраны (особенно микрофильтров) сжатым воздухом, обратный ток жидкости (для некоторых мембранных аппаратов [103]), резкое сбрасывание давления в аппарате (при этом за- [c.74]

Задач, помещенных в конце каждой главы, стало больше, и сами задачи стали лучше, причем большая их часть снабжена ответами. Даны литературные ссылки на более поздние работы, добавлено много новых ссылок. Значительно расширен материал о силах притяжения между ионами, атомами и молекулами. В первую главу включен раздел о температуре и о нулевом законе термодинамики. Вторая глава знакомит читателя с маленьким существом, известным под именем демона Максвелла там же дан значительно более строгий вывод кинетического уравнения газов, кратко затронуты вопросы статистической термодинамики. 13 третьей главе расширен раздел о свободной энергии и химическом равновесии, обсуждается вопрос о влиянии температуры на химическое равновесие. В четвертую главу добавлен материал о гидролизе АТФ, а также о целлюлозных ионообменниках, используемых при очистке белков. В пятой главе дополнительно рассматривается кислородный электрод в нее включен также новый раздел об электрических потенциалах и о движении ионов через мембраны. В шестой главе [c.7]

Захватывают воображение попытки опреснять воду, моделируя живые системы. Биологи и инженеры стремятся поглубже заглянуть в черный ящик механизмов действия внутренних органов животных, которые обитают в пустынях или у моря, таких как альбатросы и кайры. Они способны утолять жажду весьма соленой водой. У них или имеются опреснительные железы, или почки великолепно приспособлены к выделению из крови избытка солей. В омывающей нервные клетки жидкости концентрация ионов натрия в 10 раз больше, чем внутри клетки, между тем их разделяют мембраны толщиной менее 0,01 мкм. Бионика накопила множество подобных фактов, и они стимулируют опыты получения пленочных мембран для техники очистки жидкостей и газов. [c.74]

В последнее время появились металлические (стальные, серебряные, золотые, титановые), стеклянные, углеродные и другие неорганические мембраны, в числе которых керамические мембраны третьего поколения. Благодаря более высокой термической, механической, химической и биологической стойкости и возможности регенерации жесткими режимами (в отдельных случаях - выжиганием) они все шире применяются для очистки жидкостей и газов в биотехнологии, пищевой, фармацевтической, химической, металлургической и других отраслях промышленности [43]. [c.562]

Мембраны. Для селективного выделения СО2 и НгЗ из смесей газов, содержащих в основном метан, в промышленном масштабе опользуют только полимерные (асимметричные или композиционные, плоские или в виде полых волокон) мембраны. В табл. 8.8 представлены характеристики мембран, полученных из наиболее перспективных полимерных материалов, применяемых для этих целей (в том ч И Сле и для получения гелиевого концентрата). Как видно из таблицы, лучшим. комплексом свойств для выделения СО2 и НгЗ обладают плоские асимметричные мембраны из ацетата целлюлозы, ультратонкие (с толщиной селективного слоя до 200 А) мембраны из сополимера поликарбоната с полидиметилоилоксаном (МЕМ-079), а также полые волокна на основе ацетата целлюлозы и полые волокна из полисульфона с полиорганосилоксаном типа КМ Монсанто . Перспективным представляется использование для очистки газов от СО2 и НгЗ высокоселективной мембраны на основе блок-сополимера Серагель [56]. [c.286]

Грейс системс провела испытания полупромышленных установок с аппаратами рулонного типа по очистке газа от СО2 и Н2 [44]. Диаметр мембранного элемента 0,203 м (о материале мембраны в литературе сведений нет). Результаты испытаний трех установок, эксплуатируемых на различных месторождениях США, представлены в табл. 8.10. Все установки снабжены теплообменниками для регулирования температуры газа и фильтрами для очистки газов от брызг и паров. Из таблицы видно, что очищенный на мембранных установках газ (за исключением установ1Кн, состоящей из одного элемента), вполне удовлетворяет требованиям стандартов, предъявляемых к продукционному природному газу. [c.295]

Метод конденсации позволяет получить водород высокой степени чистоты. Например, при охлаждении смеси газов до мпературы жидкого азота (- 77 К) оксиды углерода и углеводороды переходят в жидкое состояние. Чистота получаемого водорода составляет 99,95%. Высокую степень чистоты можно получить и электрохимическим способом с помощью ячейки с твердополимерным электролитом [12]. Все более широкое применение для разделения газов находят селективно проницаемые мембраны, в частности полимерные мембраны [86, с. 1273—1278]. Наиболее чистый водород можно получить в результате диффузионного разделения через проницаемую для водорода мембрану из палладиевого сплава [32]. Этот способ обеспечивает получение водорода чистотой до 99,9999%. При использовании электрохимического и диффузионного методов очистки необходима предварительная очистка газов от каталитических ядов соединений серы, мышьяка, фосфора и др- [c.105]

Более глубокая очистка от СО может осуществляться физическими (короткоцикловая адсорбция, диффузия через мембраны) и химическими (метанирование СО, селективное окисление СО) методами. Для очистки газов от СО2 в промышленности традиционно используются твердые и жидкие регенерируемые поглотители СО2, действие которых основано на физической адсорбции (абсорбции), химических реакциях. [c.20]

Мембраны из поликомпонентных сплавов на основе палладия, серебра и никеля допускают эксплуатацию при температурах до 600 °С, при этом необходима предварительная очистка разделяемой газовой смеси от серосодержащих соединений, окиси углерода, галогеивдов и других примесей, которые способны образовывать с металлами устойчивые химические соединения (гидриды, карбиды, нитриды, оксиды), снижающие скорость диффузии. Следует помнить, что при более низких температурах, помимо снижения коэффициента диффузии, падает скорость диссоциации газа и химическая стадия процесса проницания становится лимитирующей. [c.119]

Фирма Сепарекс разработала процесс очистки природного газа от кислых компонентов на аппаратах рулонного типа (описание конструкции — см. разд. 8.1) с использованием асимметричной мембраны из ацетата целлюлозы [41—43]. [c.292]

На установках с ацетатцеллюлозными мембранами возможно и осущать природный газ до необходимых норм, так как проницаемость паров воды через эти мембраны в 500 раз превышает проницаемость метана [4, 43]. Осушку можно производить и одновременно с очисткой от СО2 и НгЗ. Первая из установок Сепарекс работала в этом режиме (осушка — очистка от СО2) в течение 2 мес, причем снижения проницаемости, и селективности по СО2 обнаружено не было. Исходный газ был насыщен парами воды при 3,1 МПа в интервале температур 300—308 К, что соответствует 0,131—0,211% воды. С целью предотвращения конденсации паров воды на мембранах давление в исходном газе перед подачей на установку снижали до 1,7 МПа (относительная влажность 57%) или до 2,4 МПа (относительная влажность 78%,). [c.294]

В результате очистки содержание ЗОг в газе снижается с 1,0 до 0,1% (об.). Однако селективность и стойкость мембраны из пленки РЭТСАР (на основе ПДМС) в среде ЗОг оказалась недостаточной для применения в промышленном масштабе. [c.332]

Выбросы газа из загрузочных люков уменьшают за счет хорошей очистки люков и заливки крышек уплотняющим раствором. Уплотнение крышек стояков на некоторых заводах обеспечивают созданием гидрозатворов на крышке стояка при постоянных подаче и сливе воды. Герметизацию дверей и планирных лючков обеспечивают хорошей очисткой и нормальной работой прижимнЫх устройств. На некоторых японских предприятиях над дверьми коксовых камер устанавливают специальные вытяжные колпаки с отсосом воздуха до 500м /мин. Применяют различные системы улучшенного уплотнения дверей коксовых камер, в особенности для дверей коксовых печей с высотой камеры более 4 м. Уплотнение достигается за счет прижимания плоской мембраны с гибким диапазоном уплотнения (до 10 мм), что компенсирует прогиб двери (смена мембраны- раз в 1,5 года). Используют уплотнение дверей с помощью прокладки асбестового шнура по периметру уплотняющего ножа. Недостатком этого способа оказывается большой расход асбеста и повышенные в результате расходы на эксплуатацию дверей. [c.370]

Вода в битуматоре испаряется, и пар возвращается в сепаратор выпарного аппарата для очистки и конденсации. После достижения требуемого содержания солей (до 40%) битумная масса выгружается в тару, установленную на тележке. В корпусе битуматора предусмотрена разрывная мембрана и аварийная емкость для исключения чрезмерного увеличения давления. Кроме того, в битуматор предусмотрена подача инертного газа — азота. В верхней части аппарата на валу мешалки установлено устройство для разбивания пены. [c.183]

Мембранное газоразделение применяют с помощью пористых мембран-в производстве обогащенного и, для очистки воздуха от радиоактивного Кг, извлечения Не из прир. газа и т.п. посредством непористых мембран-для выделения Н2 из продувочных газов произ-ва МНз ДР-(преим. металлич. перегородки на основе сплавов Рс1), для обогащения воздуха кислородом, регулирования газовой среды в камерах плодоовощехранилищ, извлечения Н , NHз и Не из прир. и технол. газов, разделения углеводородов и в перспективе для рекуперации оксидов 8 из газовых выбросов (гл. обр. полимерные мембраны). [c.25]

Разработаны методы и аппаратура для удаления СОг пз воздуха прп помощи органических поглотителей — растворов аминосппртов, которые регенерируют при низкой температуре. Лучшим поглотителем оказался 25%-ный раствор моноэтаноламина. Система включает несколько колонок, в которых происходят поглощение СО2, отмывка реагента и регенерация адсорбента при его нагревании. При данном способе очистки могут быть реализованы хорошие массо-габаритные параметры ЭУ. К недостаткам метода следует отнести значительные потери напора в условиях большого расхода при малом давлении воздуха и частичный унос органических поглотителей, которые, попадая в ТЭ, снижают их электрохимические характеристики. В качестве адсорбентов могут быть использованы мембраны из основных анионообменных смол. Мембраны изготовлены из слабощелочных смол с сетчатой макромолекулярной структурой, которые предварительно- обрабатывают основаниями (КаОН или КН40Н), промывают в воде и сушат в атмосфере азота. Входящий в ЭХГ и выходящий из него потоки газа попеременно направляются к мембранам с помощью специальных регуляторов. Каждая мембрана обеспечивает проведение 12 адсорбционно-восстановительных циклов. Производительность аппарата, содержащего 127 г смолы, составляет 2200 л воздуха за каждый цикл. [c.125]

Диффузионный способ очистки дает возможность получить водород высокой чистоты с содержанием примесей менее 10 мол. %. Водород отличается уникальной способностью диффундировать через тонкую перегородку (мембрану) из палладия и его сплавов с серебром, никелем при этом газы-примеси остаются по другую сторону мембраны. Палладиево-серебряные мембраны выполняют в виде тонкостенной трубки шш фольги. Фольгой из палладиевого сплава обертывают пористую трубку из мелкопористой металлокерамики. Фольгу используют также в диффузионных ячейках с плоской или спиралеобразной мембраной. Производительность диффузионных водородных очистителей с палладиевыми сплавами возрастает с повьппением давления и температуры. Например, диффузионный элемент для очистки технического водорода (содержание На 99,7 мол. %) при давлении на входе 1 МПа и на выходе 0,1 МПа при температуре 177 °С пропускает 3,1 л/ч на 1 см поверхности. Выделенный водород имеет точку росы -90 °С и чистоту 99,99999 мол. %. В качестве материала для диффузионных мементов рекомендуются сплавы В-1 и В-2. [c.911]

Удаление радиоактивных ксенона и криптона иэ смесей с другими газами представляет определенный интерес для ядерной индустрии. Возможность осуществления удаления путем избирательного проникания через мембраны иа силиконового каучуаз. изучалась Комиссией США по атомной энергии, и подробная информация об экспериментальных результатах и экономике процесса содержится в работах /72-75/. Процесс очистки от загрязнений можно применять для следующих газов а) воздуха помещений, в которых установлены ядерные реакторы, после случайной утечки продуктов распада б) газовых отходов из установок для обработки истощенного реакторного топлива в) газов, которые используются для создания защитной оболочки в некоторых типах ядерных реакторов (например, таких, как охлаждаемые расплавами солей или натрием реакторы с расширенным воспроизводством ядерного топлива, которые непрерывно выделяют газообразные продукты деления). На фиг. 18 показана схема газоразделительной установки для извлечения ксенона и криптона из аргоновой защитной оболочки охлаждаемого натрием реактора на быстрых нейтронах мощностью 1000 МВт. Через установку необходимо непрерывно пропускать небольшой поток защитного газа, удаляя иэ него значительное количество радиоактивных благородных газов, образующихся в качестве продуктов деления, чтобы стало возможным возвращение более 90% питательного газового потока в реактор или выпуск его в атмосферу. Выходящий из верхней части газоразделительной установки газ, содержащий концентрированный ксенон и криптон, сжимают до 155 ати и отправляют в обычный цилиндрический резервуар. Производительность, размер и затраты на установку дпя трех скоростей выделяемого газа, вычисленные в работе /75/, приведены в табл. 6. Значения скорости соответствуют рециркуляции 90,99 и 99,8% питательного потока после снижения радиоактивности возвращаемого газа до приемлемого уровня. [c.361]

Из-5а высокой стоимости используемых на производство аммиака энергоносителей (природного и попутного газов) и их большого удельного расхода, определяющих себестоимость аммиака, в течение последних лет ведутся работы по интенсификации производства и усовершенствованию процессов, приводящих к снижению расхода природного газа. Возможными путями для достижения этой цели являются усовершенствование процессов конверсии метана повышение рекуперации тепла (в частности, отходящих газов трубчатой печи) создание более активных катализаторов, позволяющих работать при низких соотношении пара к газу и давлении синтеза аммиака, что позволит уменьшить расход энергии на сжатие азотоводородной смеси применение для очистки от СОг не химических, а физических растворителей, на регенерацию которых не потребуется расхода тепла замена метанирования, связанного с дополнительным расходом водорода на гидрирование и повышением содержания инертных примесей в азотоводородной смеси, селективным окислением остаточного количества СО в СОа выделение водорода из продувочных газов с помощью глубокого охлаждения и используя полунепроницаемые мембраны, улучшение способа получения глубоко обессоленной воды и др. Если на действующих установках расход энергии составляет 38—39 ГДж на 1 т аммиака, то ожидается, что эту величину можно снизить до 29,3—31,4 ГДж (7,0—7,5 млн. ккал на 1 г аммиака). [c.11]

Ядерные фильтры разрешены к использованию в фармацевтической промышленности, медицине и в любых процессах химической, пищевой и биологической технологий. Ядерные мембраны и их аналоги Нуклепоры стойки к воздействию кислот, слабых щелочей и различных окислителей. В последние годы ядерные фильтры находят все более разнообразное применение, например для анализа загрязнений окружающей среды, очистки жидкостей и газов, выделения и изучения размеров и формы клеток, очистки белков и вирусов и т. д. [c.305]

Подача и отвод воды из камеры должны осуществляться как можно ближе к мембране и дальше от фильтра. Крайние электродные камеры для обеспечения как малого электрического сопротивления, так и надежного удаления газов из них должны иметь толщину порядка 4—5 мм. Отсутствие или недостаточная продувка воды из аппарата при его эксплуатации приводят к постепенному накоплению загрязнений в отделении исходной воды и, соответственно, снижают эффект очистки вследствие диффузии коллоидных частиц в отделение очищенной воды через фильтр. Продувка должна быть не менее 15% от общего расхода воды через аппарат [6]. Образование щелочного (католита) и кислого (анолита) растворов в электродных камерах 5 электрофоретического аппарата и диффузия ионов Н+ и ОН- через мембраны в рабочие камеры приводят к изменению величины pH очищенной воды. Непрерывная промывка электродных камер позволяет регулировать рн воды в целях ее стабилизации. Промывка катодной камеры необходима также с целью предотвращения образования отложений иа катоде СаСОз и Mg (ОН) 2. При образовании таких отложений их удаление возможно пропуском через катодную камеру анолита. [c.190]

Яркий пример — рост применения в системах кондиционирования и воздухо-очистки трубопроводов, изготовленных из тканей с покрытием. Такие материалы должны обладать устойчивостью к газам, химическим веществам, температуре и истиранию. Используются хлопок, найлон или стеклоткань, покрытые НК, СКЭПТ или изобутиленоизопреновым каучуком. К крупнейшим потребителям тканей с покрытием относятся газовая промышленность и автомобилестроение. Газовая промышленность использует хлопок или найлон, покрытые полисульфидом для таких применений, как мембраны в измерительных приборах. В автомобилестроении ткани с покрытием используются для мембран бензонасосов, регуляторов мощности и пневматических тормозов. В большинстве из них применяется хлопчатобумажная ткань или найлон, покрытые БНК. [c.89]