RU2571636C1 - Gas separation and distribution and device to this end - Google Patents
Gas separation and distribution and device to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2571636C1 RU2571636C1 RU2014121012/05A RU2014121012A RU2571636C1 RU 2571636 C1 RU2571636 C1 RU 2571636C1 RU 2014121012/05 A RU2014121012/05 A RU 2014121012/05A RU 2014121012 A RU2014121012 A RU 2014121012A RU 2571636 C1 RU2571636 C1 RU 2571636C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- permeate
- gas separation
- inlet
- gas mixture
- Prior art date
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 73
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims abstract description 62
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 52
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000012465 retentate Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 132
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 5
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Заявляемая группа технических решений относится к области мембранного газоразделения и предназначена для разделения газовой смеси на ретентат и пермеат.The claimed group of technical solutions relates to the field of membrane gas separation and is intended to separate the gas mixture into retentate and permeate.
Предшествующий уровень техники.The prior art.
Среди способов газоразделения известен способ работы мембранного газоразделительного модуля (патент РФ №115239 на полезную модель, МПК B01D 63/02, 2012, [1]). Как и в заявляемом техническом решении, указанный аналог включает подачу разделяемой газовой смеси в газоразделительный модуль, где расположены газоразделительные полые волокна, и разделение газовой смеси на продукт и пермеат. При этом, с целью увеличения эффективности газоразделения, частью продукта продувают пермеат.Among the gas separation methods, a known method for operating a membrane gas separation module (RF patent No. 115239 for utility model, IPC B01D 63/02, 2012, [1]). As in the claimed technical solution, this analogue includes the supply of a shared gas mixture to the gas separation module, where the gas separation hollow fibers are located, and the separation of the gas mixture into the product and permeate. At the same time, in order to increase the efficiency of gas separation, permeate is blown with part of the product.
У аналога [1] отделяемая от газовой смеси часть газа (пермеата) проникает через полупроницаемое покрытие полых волокон в их внутренние каналы и из этих каналов поступает в полость для пермеата. Из этой полости пермеат выводится из мембранного газоразделительного модуля. Непроникший газ поступает в полость для продукта, из которой он выводится к потребителю.In the analogue [1], a part of the gas (permeate) separated from the gas mixture penetrates through the semipermeable coating of the hollow fibers into their internal channels and from these channels enters the permeate cavity. From this cavity, permeate is removed from the membrane gas separation module. Non-penetrated gas enters the cavity for the product from which it is discharged to the consumer.
Недостатком указанного аналога [1] является то, что продувку пермеата осуществляют частью продукта. В этом случае возрастают затраты энергии на газоразделение, так как часть часть продукта расходуется на продувку.The disadvantage of this analogue [1] is that the permeate is purged with a part of the product. In this case, the energy costs of gas separation increase, since part of the product is spent on purging.
Также известен способ получения газообразного азота (патент РФ №2042408 на изобретение, МПК B01D 61/00, B01D 63/00, B01D 53/22, 1995 [2]). Как и в заявляемом техническом решении, указанный аналог включает подачу сжатого воздуха в мембранный блок, разделение воздуха на остаточный азот и пермеат, и промывку пермеата.Also known is a method of producing gaseous nitrogen (RF patent No. 2042408 for an invention, IPC B01D 61/00, B01D 63/00, B01D 53/22, 1995 [2]). As in the claimed technical solution, this analogue includes the supply of compressed air to the membrane unit, separation of air into residual nitrogen and permeate, and washing of the permeate.
Способ [2], в общем случае, осуществляют с двумя или более мембранными блоками посредством сбора остаточного потока азота ступени N и использования этого собранного потока в качестве потока подачи на ступень N+1, сбора потока пермеата ступени N+1 и подачи его в поток пермеата ступени N, т.е. предыдущей ступени, предпочтительно противоточным промывочным образом и сбора пермеата первой ступени и остаточного потока последней ступени. При этом давление на стороне остатка или стороне запитки ступени N больше давления на стороне запитки любой последующей ступени, например N+1 или N+2. Наоборот, пермеат ступени N всегда имеет давление, которое выше давления по меньшей мере одного из пермеатов ступеней N-1, чтобы можно было промывать сторону пермеата мембраны. По этому способу производимый газ предпочтительно азот, а смесь подачи предпочтительно атмосферный воздух или смесь азота с кислородом.The method [2], in General, is carried out with two or more membrane blocks by collecting the residual nitrogen stream of stage N and using this collected stream as a feed stream to the stage N + 1, collecting the permeate stream of the stage N + 1 and feeding it into the stream permeate level N, i.e. the previous stage, preferably countercurrent flushing and collecting permeate of the first stage and the residual flow of the last stage. In this case, the pressure on the residue side or the washing side of the N stage is greater than the pressure on the feeding side of any subsequent stage, for example N + 1 or N + 2. On the contrary, the permeate of stage N always has a pressure that is higher than the pressure of at least one of the permeate of steps N-1, so that the side of the permeate of the membrane can be washed. In this method, the gas produced is preferably nitrogen, and the feed mixture is preferably atmospheric air or a mixture of nitrogen with oxygen.
Недостатком указанного аналога [2] является то, что промывку пермеата мембранного блока ступени N осуществляют пермеатом мембранного блока ступени N+1. Такой способ промывки является сложным и энергозатратным, так как для его осуществления необходимо несколько ступеней газоразделения.The disadvantage of this analogue [2] is that the washing of the permeate of the membrane block of the N stage is carried out by the permeate of the membrane block of the N + 1 stage. This method of washing is complex and energy-intensive, since several stages of gas separation are necessary for its implementation.
Указанный аналог [2] является по совокупности существенных признаков наиболее близким аналогом того же назначения к заявляемому способу газоразделения. Поэтому он принят в качестве прототипа.The specified analogue [2] is the combination of essential features the closest analogue of the same purpose to the claimed method of gas separation. Therefore, it is adopted as a prototype.
Среди устройств для газоразделения известен мембранный газоразделительный модуль (патент РФ №115239 на полезную модель, МПК B01D 63/02, 2012, [1]). Как и в заявляемом техническом решении, указанный аналог [2] содержит мембранный картридж, канал для ввода разделяемой газовой смеси и канал для продувки пермеата.Among gas separation devices, a membrane gas separation module is known (RF patent No. 115239 for utility model, IPC B01D 63/02, 2012, [1]). As in the claimed technical solution, the specified analogue [2] contains a membrane cartridge, a channel for introducing a shared gas mixture and a channel for purging the permeate.
Аналог [1] также содержит канал для вывода продукта, канал для вывода пермеата, полость для продукта и полость для пермеата. При этом концы пучков волокон мембранного картриджа закреплены в верхней и нижней торцевых герметизирующих заливках. На нижнюю торцевую заливку картриджа установлена крышка с образованием с нижней торцевой заливкой полости, сообщающейся с входами внутренних каналов полых волокон. Канал для продувки пермеата выполнен в крышке картриджа и соединяет полость между крышкой и нижней торцевой заливкой картриджа с полостью для продукта. В канале для продувки установлен дроссельный элемент.The analogue [1] also contains a channel for outputting the product, a channel for outputting permeate, a cavity for the product and a cavity for permeate. In this case, the ends of the fiber bundles of the membrane cartridge are fixed in the upper and lower end sealing seals. A cover is installed on the lower end fill of the cartridge with the formation of a cavity with a lower end fill that communicates with the inputs of the internal channels of the hollow fibers. The channel for purging the permeate is made in the cartridge cover and connects the cavity between the cover and the bottom end filling of the cartridge with the cavity for the product. A throttle element is installed in the purge channel.
Недостатком указанного аналога [1] является то, что полость между крышкой и нижней торцевой заливкой сообщена с полостью для азота каналом для продувки. Во-первых, такая конструкция газоразделительного модуля является сложной. Во-вторых, как было указано выше, продувку пермеата осуществляют частью продукта. В этом случае возрастают затраты энергии на газоразделение, так как часть продукта расходуется на продувку.The disadvantage of this analogue [1] is that the cavity between the cover and the lower end fill is in communication with the cavity for nitrogen by a purge channel. Firstly, such a design of the gas separation module is complex. Secondly, as indicated above, the permeate is purged with part of the product. In this case, the energy costs of gas separation increase, since part of the product is spent on purging.
Также известен генератор для получения газообразного азота из воздуха (патент РФ №2042408 на изобретение, МПК B01D 61/00, B01D 63/00, B01D 53/22, 1995 [2]). Как и в заявляемом техническом решении, указанный аналог [1] содержит мембранный блок, который включает множество мембран, селективно пропускающих кислород и задерживающих азот, вход для подачи газа, разделяемого вдоль внешней поверхности мембран и вход промывки для подачи промывочного потока.Also known is a generator for producing gaseous nitrogen from air (RF patent No. 2042408 for an invention, IPC B01D 61/00, B01D 63/00, B01D 53/22, 1995 [2]). As in the claimed technical solution, the specified analogue [1] contains a membrane block, which includes many membranes that selectively pass oxygen and trap nitrogen, an inlet for supplying gas that is shared along the outer surface of the membranes, and a flushing inlet for supplying a flushing stream.
Также аналог [2] имеет выходы для пермеата и остаточного газа. Вход промывки мембранного блока соединен с выходом пермеата мембранного блока N+1 ступени газоразделения.Also analog [2] has outputs for permeate and residual gas. The membrane block flushing inlet is connected to the permeate outlet of the membrane block N + 1 of the gas separation stage.
Недостатком указанного аналога [2] является то, что вход промывки мембранного блока соединен с выходом пермеата мембранного блока со N+1 ступени газоразделения. В этом случае повышаются затраты энергии на газоразделение и усложняется конструкция генератора для получения газообразного азота, так как для продувки необходимо по крайней мере два мембранных блока.The disadvantage of this analogue [2] is that the membrane flushing inlet is connected to the membrane block permeate outlet with N + 1 gas separation stages. In this case, the energy costs of gas separation are increased and the design of the generator for obtaining gaseous nitrogen is complicated, since at least two membrane blocks are required for purging.
Указанный аналог [2] является по совокупности существенных признаков наиболее близким аналогом того же назначения к заявляемому устройству для газоразделения. Поэтому он принят в качестве прототипа.The specified analogue [2] is the set of essential features the closest analogue of the same purpose to the inventive device for gas separation. Therefore, it is adopted as a prototype.
Раскрытие заявляемого технического решенияDisclosure of the claimed technical solution
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой группой технических решений, является снижение затрат энергии на газоразделение.The technical result provided by the claimed group of technical solutions is to reduce energy costs for gas separation.
Другими техническими результатами являются упрощение конструкции газоразделительного устройства и экономия мембранных картриджей.Other technical results include simplifying the design of the gas separation device and saving membrane cartridges.
Сущность заявленного способа газоразделения состоит в том, что предварительно сжатую газовую смесь подают в газоразделительное устройство с мембранными элементами, где происходит разделение потока газовой смеси на пермеат и ретентат, и продувают пермеат. Отличается тем, что продувку пермеата осуществляют газовой смесью, отбираемой со входа газовой смеси газоразделительного устройства.The essence of the claimed gas separation method is that a pre-compressed gas mixture is fed into a gas separation device with membrane elements, where the gas mixture is separated into permeate and retentate, and the permeate is blown. It differs in that the permeate is purged with a gas mixture taken from the inlet of the gas mixture of the gas separation device.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение всех заявленных технических результатов.The above essence is a combination of essential features of the claimed technical solution, ensuring the achievement of all the claimed technical results.
В частных случаях допустимо выполнять техническое решение следующим образом.In special cases, it is permissible to carry out the technical solution as follows.
Сжатую газовую смесь перед подачей в газоразделительное устройство желательно нагревают.The compressed gas mixture is preferably heated before being fed to the gas separation device.
Упомянутую подачу газовой смеси на продувку предпочтительно осуществляют через запорный игольчатый вентиль.Said supply of the gas mixture to the purge is preferably carried out through a shut-off needle valve.
Сущность заявленного газоразделительного устройства состоит в том, что газоразделительное устройство содержит мембранные элементы, вход газовой смеси и вход продувочного газа. Отличается тем, что вход продувочного газа соединен со входом газовой смеси.The essence of the claimed gas separation device is that the gas separation device contains membrane elements, the inlet of the gas mixture and the inlet of the purge gas. It differs in that the purge gas inlet is connected to the inlet of the gas mixture.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение всех заявленных технических результатов.The above essence is a combination of essential features of the claimed technical solution, ensuring the achievement of all the claimed technical results.
В частных случаях допустимо выполнять техническое решение следующим образом.In special cases, it is permissible to carry out the technical solution as follows.
Вход газовой смеси желательно соединен с источником сжатой газовой смеси через нагреватель.The gas mixture inlet is preferably connected to a source of compressed gas mixture through a heater.
Вход продувочного газа предпочтительно соединен со входом газовой смеси через запорный игольчатый вентиль.The purge gas inlet is preferably connected to the gas mixture inlet through a shut-off needle valve.
Авторами технических решений заявленной группы изготовлен опытный образец газоразделительного устройства, испытания которого подтвердили достижение технического результата.The authors of the technical solutions of the claimed group made a prototype gas separation device, the tests of which confirmed the achievement of the technical result.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фигуре показана схема способа газоразделения и газоразделительного устройства.The figure shows a diagram of a gas separation method and a gas separation device.
Осуществление способа газоразделенияThe implementation of the gas separation method
Способ газоразделения осуществляют следующим образом.The gas separation method is as follows.
Предварительно сжатую газовую смесь подают в газоразделительное устройство, содержащее корпус (1), мембранные элементы (2), вход газовой смеси (3), вход продувочного газа (4), выход ретентата (5) и выход пермеата (6). Вход продувочного газа (4) выполнен в корпусе (1).The pre-compressed gas mixture is fed to a gas separation device comprising a housing (1), membrane elements (2), an inlet of the gas mixture (3), a purge gas inlet (4), a retentate outlet (5) and a permeate outlet (6). The purge gas inlet (4) is made in the housing (1).
Мембранные элементы (2) закреплены в корпусе (1) и могут представлять собой пучок, состоящий из множества половолоконных мембран. В газоразделительном устройстве происходит разделение потока газовой смеси на два: поток, не пропущенный мембраной, - ретентат и поток, проникший через мембрану, - пермеат. Движущей силой газоразделения является разность парциальных давлений газов по обе стороны мембраны. При этом пространство с одной стороны мембранных элементов заполняется пермеатом, а пространство с другой стороны мембранных элементов заполняется ретентатом. Увеличение концентрации пермеата приводит к возрастанию парциальных давлений газов, из которых он состоит. Это уменьшает перепад парциальных давлений газов с разных сторон мембранных элементов (2), тем самым уменьшая движущую силу процесса газоразделения.Membrane elements (2) are fixed in the housing (1) and can be a bundle consisting of many hollow fiber membranes. In the gas separation device, the gas mixture flows are divided into two: a stream not passed by the membrane — retentate and a stream penetrating through the membrane — permeate. The driving force of gas separation is the difference in partial pressures of gases on both sides of the membrane. In this case, the space on one side of the membrane elements is filled with permeate, and the space on the other side of the membrane elements is filled with retentate. An increase in the concentration of permeate leads to an increase in the partial pressure of the gases of which it consists. This reduces the differential pressure of gases from different sides of the membrane elements (2), thereby reducing the driving force of the gas separation process.
С целью увеличения движущей силы газоразделения пермеат в газоразделительном устройстве продувают. Продувка снижает концентрацию пермеата с одной стороны мембраны, и тем самым увеличивает движущую силу газоразделения. Кроме того, продувка пермеата позволяет сократить количество мембранных картриджей, так как увеличение движущей силы газоразделения приводит к повышению их производительности. Таким образом, для достижения требуемой производительности требуется меньшее количество мембранных картриджей, чем у газоразделительных устройств без продувки пермеата.In order to increase the driving force of gas separation, the permeate is purged in the gas separation device. Purge reduces the concentration of permeate on one side of the membrane, and thereby increases the motive force of gas separation. In addition, purging the permeate can reduce the number of membrane cartridges, since an increase in the driving force of gas separation leads to an increase in their productivity. Thus, to achieve the required performance, fewer membrane cartridges are required than gas separation devices without permeate purging.
С целью снижения затрат энергии на газоразделение, продувку пермеата осуществляют газовой смесью, отбираемой со входа газовой смеси (3) газоразделительного устройства.In order to reduce energy costs for gas separation, the permeate is purged with a gas mixture taken from the inlet of the gas mixture (3) of the gas separation device.
Смесь пермеата и отбираемой газовой смеси выводится из газоразделительного устройства через выход пермеата (6). Ретентат поступает с выхода ретентата (5) к потребителю.The mixture of permeate and the sampled gas mixture is discharged from the gas separation device through the permeate outlet (6). The retentate is delivered from the retentate (5) to the consumer.
Примеры конкретного выполненияCase Studies
Пример 1. Газовой смесью является воздух или смесь азота с кислородом. При этом пермеатом является поток газа, обогащенный кислородом, а ретентатом является поток газа, обогащенный азотом.Example 1. The gas mixture is air or a mixture of nitrogen with oxygen. In this case, the permeate is a gas stream enriched with oxygen, and the retentate is a gas stream enriched with nitrogen.
Пример 2. В случае, когда для повышения нефтеотдачи пластов в них подают азот, разделяемой газовой смесью является смесь азота с углеводородами, например метаном.Example 2. In the case when nitrogen is supplied to them to increase oil recovery, the gas to be separated is a mixture of nitrogen with hydrocarbons, for example methane.
Пример 3. Газовую смесь перед подачей в газоразделительное устройство нагревают.Example 3. The gas mixture is heated before being fed to the gas separation device.
Пример 4. С целью регулирования давления отбираемой газовой смеси, упомянутую подачу газовой смеси на продувку осуществляют через запорный игольчатый вентиль (7).Example 4. In order to control the pressure of the sampled gas mixture, the aforementioned supply of the gas mixture for purging is carried out through a shut-off needle valve (7).
Реализация заявляемого технического решения не ограничивается приведенными выше примерами.The implementation of the proposed technical solution is not limited to the above examples.
Осуществление устройства для газоразделенияThe implementation of the device for gas separation
Газоразделительное устройство предназначено для разделения потока газовой смеси на два: поток, не пропущенный мембраной, - ретентат и поток, проникший через мембрану, - пермеат. Газоразделительное устройство содержит корпус (1), мембранные элементы (2), вход газовой смеси (3), вход продувочного газа (4), выход ретентата (5) и выход пермеата (6). Вход продувочного газа (4) выполнен в корпусе (1).The gas separation device is designed to separate the gas mixture stream into two: a stream not passed by the membrane — retentate and a stream penetrating through the membrane — permeate. The gas separation device comprises a housing (1), membrane elements (2), a gas mixture inlet (3), a purge gas inlet (4), a retentate outlet (5) and a permeate outlet (6). The purge gas inlet (4) is made in the housing (1).
Мембранные элементы (2) закреплены в корпусе (1) и могут представлять собой пучок, состоящий из множества половолоконных мембран.Membrane elements (2) are fixed in the housing (1) and can be a bundle consisting of many hollow fiber membranes.
Вход газовой смеси (3) предназначен для соединения с источником сжатой разделяемой газовой смеси.The gas mixture inlet (3) is intended to be connected to a source of compressed shared gas mixture.
С целью продувки пермеата, вход продувочного газа (4) соединен со входом газовой смеси (3). По сравнению с аналогами [1, 2] при таком соединении снижаются затраты энергии на газоразделение и упрощается конструкция газоразделительного устройства.In order to purge the permeate, the purge gas inlet (4) is connected to the gas mixture inlet (3). Compared with analogues [1, 2], with such a connection, the energy costs of gas separation are reduced and the design of the gas separation device is simplified.
Выход пермеата (6) предназначен для удаления из газоразделительного устройства пермеата и отбираемой газовой смеси.The permeate outlet (6) is designed to remove permeate and the sampled gas mixture from the gas separation device.
Выход ретентата (5) предназначен для вывода ретентата из газоразделительного устройства.The retentate outlet (5) is designed to withdraw the retentate from the gas separation device.
Примеры конкретного выполненияCase Studies
Пример 1. Газовой смесью является воздух или смесь азота с кислородом. При этом пермеатом является поток газа, обогащенный кислородом, а ретентатом является поток газа, обогащенный азотом.Example 1. The gas mixture is air or a mixture of nitrogen with oxygen. In this case, the permeate is a gas stream enriched with oxygen, and the retentate is a gas stream enriched with nitrogen.
Пример 2. В случае, когда для повышения нефтеотдачи пластов в них подают азот, разделяемой газовой смесью является смесь азота с углеводородами, например метаном.Example 2. In the case when nitrogen is supplied to them to increase oil recovery, the gas to be separated is a mixture of nitrogen with hydrocarbons, for example methane.
Пример 3. С целью повышения производительности газоразделительного устройства, вход разделяемой газовой смеси (3) соединен с источником сжатой газовой смеси через нагреватель.Example 3. In order to improve the performance of the gas separation device, the input of the shared gas mixture (3) is connected to the source of the compressed gas mixture through a heater.
Пример 4. С целью регулирования давления отбираемой газовой смеси, вход продувочного газа (4) соединен со входом разделяемой газовой смеси (3) через запорный игольчатый вентиль (7).Example 4. In order to control the pressure of the sampled gas mixture, the inlet of the purge gas (4) is connected to the inlet of the shared gas mixture (3) through a shut-off needle valve (7).
Реализация заявляемого технического решения не ограничивается приведенными выше примерами.The implementation of the proposed technical solution is not limited to the above examples.
Описание работыWork description
Предварительно сжатую газовую смесь подают в газоразделительное устройство. В газоразделительном устройстве происходит разделение потока газовой смеси на два: поток, не пропущенный мембраной, - ретентат и поток, проникший через мембрану, - пермеат. Движущей силой газоразделения является разность парциальных давлений газов по обе стороны мембраны. При этом пространство с одной стороны мембранных элементов заполняется пермеатом, а пространство с другой стороны мембранных элементов заполняется ретентатом. Увеличение концентрации пермеата приводит к возрастанию парциальных давлений газов, из которых он состоит. Это уменьшает перепад парциальных давлений газов с разных сторон мембранных элементов (2), тем самым уменьшая движущую силу процесса газоразделения.The pre-compressed gas mixture is fed to a gas separation device. In the gas separation device, the gas mixture flows are divided into two: a stream not passed by the membrane — retentate and a stream penetrating through the membrane — permeate. The driving force of gas separation is the difference in partial pressures of gases on both sides of the membrane. In this case, the space on one side of the membrane elements is filled with permeate, and the space on the other side of the membrane elements is filled with retentate. An increase in the concentration of permeate leads to an increase in the partial pressure of the gases of which it consists. This reduces the differential pressure of gases from different sides of the membrane elements (2), thereby reducing the driving force of the gas separation process.
С целью увеличения движущей силы газоразделения пермеат в газоразделительном устройстве продувают. Продувка снижает концентрацию пермеата с одной стороны мембраны, и тем самым увеличивает движущую силу газоразделения. Кроме того, продувка пермеата позволяет сократить количество мембранных картриджей, так как увеличение движущей силы газоразделения приводит к повышению их производительности. Таким образом, для достижения требуемой производительности требуется меньшее количество мембранных картриджей, чем у газоразделительных устройств без продувки пермеата.In order to increase the driving force of gas separation, the permeate is purged in the gas separation device. Purge reduces the concentration of permeate on one side of the membrane, and thereby increases the motive force of gas separation. In addition, purging the permeate can reduce the number of membrane cartridges, since an increase in the driving force of gas separation leads to an increase in their productivity. Thus, to achieve the required performance, fewer membrane cartridges are required than gas separation devices without permeate purging.
С целью снижения затрат энергии на газоразделение, продувку пермеата осуществляют газовой смесью, отбираемой со входа газовой смеси (3) газоразделительного устройства. Смесь пермеата и отбираемой газовой смеси выводится из газоразделительного устройства через выход пермеата (6). Ретентат поступает с выхода ретентата (5) к потребителю.In order to reduce energy costs for gas separation, the permeate is purged with a gas mixture taken from the inlet of the gas mixture (3) of the gas separation device. The mixture of permeate and the sampled gas mixture is discharged from the gas separation device through the permeate outlet (6). The retentate is delivered from the retentate (5) to the consumer.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Заявляемая группа технических решений реализована с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов и может быть применена на любом промышленном предприятии, где требуется получение и/или использование азота.The inventive group of technical solutions is implemented using industrially produced devices and materials and can be applied at any industrial enterprise where the production and / or use of nitrogen is required.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014121012/05A RU2571636C1 (en) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | Gas separation and distribution and device to this end |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014121012/05A RU2571636C1 (en) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | Gas separation and distribution and device to this end |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014121012A RU2014121012A (en) | 2015-11-27 |
| RU2571636C1 true RU2571636C1 (en) | 2015-12-20 |
Family
ID=54753431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014121012/05A RU2571636C1 (en) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | Gas separation and distribution and device to this end |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2571636C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4119417A (en) * | 1975-11-17 | 1978-10-10 | Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd. | Gas separator |
| RU2021847C1 (en) * | 1991-12-27 | 1994-10-30 | Юрий Васильевич Тахистов | Scrubber |
| RU2042408C1 (en) * | 1991-07-02 | 1995-08-27 | Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод | Cascade method of production of nitrogen gas and cascade generator for its accomplishment |
| RU116066U1 (en) * | 2012-01-25 | 2012-05-20 | Леонид Григорьевич Кузнецов | DEVICE FOR DRYING COMPRESSED AIR |
| RU2489197C2 (en) * | 2008-05-12 | 2013-08-10 | Мембране Текнолоджи Энд Ресерч, Инк. | Method of gas cleaning by membranes with permeate blow for removal of carbon dioxide from combustion products |
| RU147148U1 (en) * | 2014-05-23 | 2014-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Краснодарский Компрессорный Завод" | GAS DISTRIBUTION DEVICE |
-
2014
- 2014-05-23 RU RU2014121012/05A patent/RU2571636C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4119417A (en) * | 1975-11-17 | 1978-10-10 | Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd. | Gas separator |
| RU2042408C1 (en) * | 1991-07-02 | 1995-08-27 | Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод | Cascade method of production of nitrogen gas and cascade generator for its accomplishment |
| RU2021847C1 (en) * | 1991-12-27 | 1994-10-30 | Юрий Васильевич Тахистов | Scrubber |
| RU2489197C2 (en) * | 2008-05-12 | 2013-08-10 | Мембране Текнолоджи Энд Ресерч, Инк. | Method of gas cleaning by membranes with permeate blow for removal of carbon dioxide from combustion products |
| RU116066U1 (en) * | 2012-01-25 | 2012-05-20 | Леонид Григорьевич Кузнецов | DEVICE FOR DRYING COMPRESSED AIR |
| RU147148U1 (en) * | 2014-05-23 | 2014-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Краснодарский Компрессорный Завод" | GAS DISTRIBUTION DEVICE |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014121012A (en) | 2015-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2703218C2 (en) | Combined method using adsorption at variable pressure and membranes for extraction of helium | |
| US5294247A (en) | Adsorption process to recover hydrogen from low pressure feeds | |
| KR102351162B1 (en) | Process and apparatus for separating gases | |
| US7637984B2 (en) | Integrated separation and purification process | |
| KR20170102266A (en) | Process for separation of gases with reduced maintenance costs | |
| RU2013114714A (en) | METHOD FOR SEPARATION OF CARBON DIOXIDE FROM EXHAUST GAS USING MEMBRANE SEPARATION STAGES ON THE BASIS OF PURGE AND ABSORPTION | |
| RU2013114713A (en) | METHOD FOR GAS SEPARATION USING MEMBRANES WITH BLOWING OUT OUTPUT SURFACE TO REMOVE CO2 FROM GAS FUEL COMBUSTION PRODUCTS | |
| KR20090051168A (en) | Hydrogen Purification Method | |
| CN101549856A (en) | Separation method for comprehensively recovering hydrogen and carbon monoxide in synthetic purge gas | |
| CN102112391B (en) | Process and apparatus for generating and purifying syngas | |
| US9545599B2 (en) | Hybrid membrane system for gas streams with condensable hydrocarbons | |
| RU2015116313A (en) | METHOD FOR GAS SEPARATION USING MEMBRANES BASED ON BLOWING, COMBINED WITH ENERGY PRODUCTION AT GAS POWER PLANTS AND CO2 EXTRACTION | |
| RU2571636C1 (en) | Gas separation and distribution and device to this end | |
| RU147148U1 (en) | GAS DISTRIBUTION DEVICE | |
| CN104003832B (en) | A kind ofly to purify the apparatus system of methane and carbon dioxide and technique from biogas simultaneously | |
| CN213101492U (en) | Device for simultaneously recovering hydrogen and methane from petrochemical exhaust tail gas | |
| US10092876B2 (en) | Recovery of gases, especially permanent gases, from streams of matter, especially from offgas streams from polymerizations | |
| RU2006124628A (en) | METHOD FOR SEPARATING AND / OR CLEANING GAS MIXTURES | |
| KR101840732B1 (en) | Apparatus and method for bidirectional high permeable gas separation | |
| RU118564U1 (en) | INSTALLATION FOR PREPARATION OF ASSOCIATED OIL GAS FOR TRANSPORTATION BY PIPELINE TRANSPORT | |
| RU2509595C1 (en) | Method of membrane-adsorption concentration of hydrogen from lean gas mixes (versions) | |
| RU2456061C1 (en) | Method of multistage gas mix processing to parameters of its consumption | |
| RU2459654C1 (en) | Method of multistage gas mix processing to parameters of its consumption | |
| RU109988U1 (en) | NATURAL GAS DRYING UNIT | |
| RU134817U1 (en) | INSTALLATION OF TWO-STAGE RECEIPT OF HELIUM CONCENTRATE FROM NATURAL GAS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20170918 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190524 |