158592. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tiszta gázok nagyipari kinyerésére
158592 A feladatot tiszta gázok, különösen kripton és xenon, ill. tiszta kripton-xenon elegy nagyipari kinyerésére szolgáló eljárással a találmány szerint azáltal oldjuk meg, hogy egy vagy több vivőgázzal töltött adszorpciós tornyát a vivő- 5 gázáram rövid ideig tartó megszakítása alatt a szétválasztandó gázeleggyel szakaszosan feltöltjük, az eközben adszorbeált gázokat ezt követően tiszta vivőgázzal deszorbeáltatjuk és kivisszük, és adott esetiben edényekben össze- io gyűjtjük és kifagyasztjuk vagy cseppfolyósítjuk, mimellett azokat a gázokat, amelyek az adszorpciós tornyokon adszorpció nélkül haladnak keresztül, a vivőgázárammal együtt az adszorpciós tornyokból elszívatjuk, és a vivőgázt j$ keringtetőszivattyúval körfolyamatban tartjuk. A szétválasztandó gázelegy adagolását, valamint a szétválasztott komponensek elvezetését a deszorpció alatt célszerűen idővezérlésű há- 2 n romágú szeleppel szabályozzuk. Ezáltal elmaradhat a készülék folyamatos kézi vezérlése. Különösen egyszerűen alakítható az eljárás, ha a szétválasztandó gázelegy adagolására komp- „5 resszor.t használunk. A kompresszor egyidejűleg a vivőgázáram keringtetőszivattyújaként szolgálhat, és ezért lehetőleg kenésmentesen kell dolgoznia. A vivőgáz és a szétválasztandó gázelegy arányát 20 : 1 és 10:1 közötti értékre célszerű beállítani. Az automatikusan vezérelt szelepek működésének és a deszorpciós folyamat ellenőrzésére mérőcelláit használhatunk. Ennek az eszköznek 35 a segítségével a vivőgázáramot közvetlenül a kif agyasz tökészülékek vagy kondenzedények előtt vagy után analizálhatjuk, így azokat a nemkívánatos kémiai reakciókat, amelyeket a vivőgázban esetleg jelenlevő szennyeződések, 40 különösen oxigén idézhetnének elő, és a berendezés biztonságát, valamint a kapott termékek minőségét korlátoznák, tökéletesen kizárhatjuk. A találmány szerinti eljárást olyan gázok, mint pl. hélium, neon, kripton, xenon, argon, 4S nitrogén, metán stb. kinyerésére használhatjuk, ezeket a gázokait tartalmazó gázelsgyekből. Kripton és xenon kinyerésénél adszorbeálószerként aktívszenet előnyös használni, és az adszorpciót szobahőmérsékleten végezni. 50 Emellett célszerű 0,08—'0,15 m átmérőjű és 0,5—2 m hosszú adszorpciós tornyokkal dolgozni. Az is előnyös, ha mintegy SO C°-ra melegítéssel az adszorbeálószert a nem tökéletesen deszonbeált xenontól minden adszorpciós folyamat után vagy mintegy 24—48 munkaóránként megszabadítjuk. A kifagyasztó- vagy kondenzedényekben öszszegyűjtött gázokat a kifagyasztandó vagy cseppfolyósítandó komponensektől függően a folyékony nitrogén vagy leszivattyúzott folyékony nitrogén hőmérsékletén 'kifagyasztjuk vagy cseppfolyósítjuk, mialatt a vivőgázt az r? 55 60 elválasztott komponensektől vákuumszivattyúval eltávolíthatjuk. Kifagyasztó vagy kondenzedényként előnyösen nagynyomású tartályokat használunk. így a vivőgáz leszívatása után az elválasztott gázokat a kifagyasztó- vagy kondenzedényékből közvetlenül acélpalackokba fejthetjük. Hogy a hűtőanyagszükségletet messzemenően csökkentsük, célszerű a kifagyasztó- vagy kondenzedények előtt a vivőigázáramba hőcserélőt kapcsolni. Az adszorpciós tornyokon keresztülhaladó és nem adszorbeálódó gázokat a vivőgázzal együtt ugyancsak kifagyasztóedényekbe vezetjük. A vivőgázt a nem adszorbeálódó gázoktól célszerűen itt választjuk el, és vezetjük vissza a körfolyamatba. Különösen előnyös az adszorpciós tornyokon adszorpció nélkül keresztülhaladó gázokat a vivőgázzal együtt körfolyamatban vezetni. Vivőgázként hidrogént, héliumot, neont, nitrogént vagy argont használhatunk. A találmány szerinti eljárást az ábra alapján közelebbről megmagyarázzuk: Az 1 gazométerből a 2 vezetéken, a 3 mágneses szelepen és a 4 vezetéken át az 5 kompresszorral 1 Nm3 •jó tiszta hidrogént szívatunk ki, és a 6 rotaméteren keresztül az aktívszénnel töltött 7 adszorpciós toronyba vezetjük. Miután a hidrogénáram az adszorpciós tornyon keresztülhaladt, a 8 vezetéken, a 9 mágneses szelepen, a 10 vezetéken, a 11 mágneses szelepen, a 12 vezetéken, a 12 hőcserélőn, & 14 kifagyasztócsapdán és a 15 és 16 vezetéken áramlik vissza az 1 gazométerbe. Ebbe a zárt hidrogénkörfolyamatba a 3 mágneses szelep átkapcsolásával a 17 gazométerből a 18 vezetéken át 3 percen belül 50 1, 55% kriptont, 5% xenont és 40% nitrogént, argont és oxigént tartalmazó gázelegyet szívatunk el az 5 kompresszorral a 4 vezetéken át, és a 7 adszorpciós toronyba vezetjük. Ezalatt az 1 gazométerbő! jövő hidrogénáramot megszakítjuk. Az adagolás után a 3 mágneses szelepet újra az 1 gazomételiből jövő hidrogénáramra kapcsoljuk át. A 7 adszorpciós toronyban bekövetkezik a beadagolt gázelegy komponenseire való szétválasztása. Ezt a szótválasztást a 19 mérőcella segítségével a 8 vezetékben a hővezetőképesség mérésével ellenőrizzük. Ezután a 7 adszorpciós toronyból a hidrogénárammal a nitrogént, argont és oxigént kivisszük. Ez mintegy 15 perc elteltével fejeződik be. Ezalatt a 9 mágneses szelepet átkapcsoljuk és az elvesztett nitrogén-argon-oxigén-ihidrogén elegyet a 21 rotaméterrel és 22 hőcserélővel ellátott 20 vezetéken át a 23 kifagyasztőcsapdába vezetjük. Ott a hidrogénáram szennyezéseit a leszivattyúzott folyékony nitrogénnel együtt adszorbeálószer adagolásával a hidrogénáramtól elválasztjuk, és a vivőgázáramot a 22 hőcserélőn és a 24 vezetéken az 1 gazométerbe vezetjük vissza. A 8 vezetékben a 19 mérőcella segítségével további 5 perc után figyelhető meg a hidrogénáram által a kripton kivitelének kezdete. Ennek 2
