164547. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés gázkeverékeknek az alkotók molekula- vagy atomsúlya szerinti frakciókra való szétválasztására

9 164547 10 A kúpos leválasztó 5 kamra másik, 9 kiömlővégénél az örvénylő áramlás kerületi részéhez tartozó 4 kiömlőnyílás van kiképezve, amelyen keresztül az örvénylő gázáram kerületi része áramlik ki az 5 kamrából. Az 5 kamra másik végén, a 3 5 beömlővég felöli végén a 3 beömlővégben kiképzett 6 kiömlőnyílás van, amelyen az örvénylő gázáram magrészében levő gáz áramlik ki a kamrából. A 7 cső belső vége a kúp beömlővégétől befelé nyúlik és 8 gyűrűteret 10 képez, amelybe a 2 gázbeömlő nyílások torkollnak. Mivel a 2 gázbeömlő nyílások érintőlegesen vannak kiképezve, a gázt csavarvonal alakú nyíllal jelzett módon örvénylő áramlásba hozzák a 7 cső belső vége révén meghatározott 8 gyűrűtérben. Az 15 így létrehozott örvénylő áramlás a kúp kerülete mentén továbbhalad a 4 kiömlőnyílás felé és e mozgás úton való haladásuk közben a nagyobb molekulasúlyú vagy atomsúlyú alkotók az örvénylés, az örvénylő áram kerületi részébe jutnak, ugyanakkor 20 a kisebb atomsúlyú vagy molekulasúlyú alkotók az örvénylés, illetve örvénylő áram magrésze irányában mozdulnak el. Az örvénylés, illetve örvénylő áram magrésze ellenkező irányban, a 6 kiömlőnyílás irányában halad. így a belső és 25 külső áramló gázrészek egymás mellett ellenáramban mozognak, ami a hatásos szétválasztást előmozdítja és a szétválasztás terét, zónáját jelentősen megnöveli. 30 Üzem közben a 2 gázbeömlő nyíláson keresztül belépő gázkeverék a kamra kerülete körül csavarvonal alakjában, örvénylés jelleggel áramlik és a kerületi gázáram a 4 kiömlőnyílás felé halad. Egyidejűleg az örvénylés, örvénylő áramlás köze- 35 pén egy magrész alakul ki és e magrészben a gáz ellenkező irányban áramlik, a magrész 6 kiömlőnyílása felé. A magrészben levő nyomás a 2 gázbeömlő nyílásoknál uralkodó nyomáshoz viszonyítva kisebb. Ilyen módon a kisebb mole- 40 kulasúlyú rész a ciklon jellegű szétválasztó berendezést a 6 kiömlőnyfláson keresztül, a nagyobb molekulasúlyú rész pedig a 4 kiömlőnyíláson keresztül hagyja el. E ciklon két kaszkád sorba, az a és b 45 sorozatba vannak kapcsolva és így a 3. ábrán látható módon több centrifugális szétválasztó fokozatot képeznek. A gázkeverék az I első ciklon jellegű szétválasztóba C kompresszoron keresztül áramlik be, amely C kompresszorban 50 keveredett a Ha ciklon jellegű szétválasztó kis átmérőjű végének kiömlőnyílásán kiáramlott gázrésszel és a Hb ciklon jellegű szétválasztó beömlővégén levő kiömlőnyíláson kiáramlott mag gázrésszel. A gáz magrészét az I első ciklon 55 jellegű szétválasztó beömlővégén keresztül bocsátjuk ki és ez a ciklonsor következő, Ha szétválasztójába kerül, a ciklon jellegű Illa szétválasztóból a kisebb átmérőjű végén levő kiömlőnyíláson kibocsátott gázrésszel kevert álla- 60 pótban. Ezután mint a ciklonban levő gáz magrésze a ciklon jellegű Illa szétválasztóba jut, a IVa szétválasztó kisebb átmérőjű végén levő kiömlőnyíláson kiáramló gázrésszel kevert állapotban. Innen mint a gáz magrésze a ciklon jellegű 65 IVa szétválasztóba jut, előbb azonban keveredik azzal a gázrésszel, amely az Va szétválasztó kisebb átmérőjű végéből a közöttük levő C kompresszorba áramlott. Innen mint magrész a ciklon jellegű Va szétválasztóba kerül, miután keveredett az Vb szétválasztó kis átmérőjű részéből kiáramlott gázzal, majd a gáz magrészeként a ciklon jellegű Via szétválasztóba áramlik. Ilyen módon a magrészek egymás után nagyobb és nagyobb mértékben koncentráltan tartalmaznak könnyebb alkotókat, és végül a Via szétválasztónál, a ciklonok sorozatának végén a könnyebb alkotókat eltávolítjuk a rendszerből. A b sorozat egy nehezebb alkotót koncentrál. Az I fokozat kisebb átmérőjű végén levő kiömlőnyílásból áramló gázrészt a C kompresszorban összekeverjük a Illb fokozat magrészéből származó gázzal és a kompresszoron keresztül a IIb ciklon jellegű szétválasztóba vezetjük. A IIb szétválasztó kisebb átmérőjű végén levő kiömlőnyílásból kiáramló gázt a C kompresszorban a IVb fokozat magrészéből származó gázzal keverjük és a Illb szétválasztóhoz tápláljuk. Ezt követően a Illb szétválasztó kisebb átmérőjű végéből származó gázt az Vb szétválasztó magrészéből származó gázzal keverjük és a IVb szétválasztóhoz tápláljuk. A következő lépésben a IVb kisebb átmérőjű végéből kiáramló gázt a VIb szétválasztó magrészéből származó gázzal keverjük és az Vb szétválasztóba vezetjük. Végül az Vb szétválasztó kisebb átmérőjű végéből kiáramló gázt a VIb szétválasztóba tápláljuk. így a ciklon jellegű szétválasztok kisebb átmérőjű végén levő kiömlőnyílásokon keresztül kiáramló gáz folyamatosan dúsul a nehezebb komponensek szempontjából. A következő példák a találmány előnyös példaképpeni kiviteli alakjait, illetve foganatosítási módjait szemléltetik. 1. példa: A vizsgálathoz használt ciklonok az 1. és 2. ábrákon vázolt hasonló típusúak voltak. Ezeket a ciklonokat megközelítően egyenlő, illetve állandó összetételű levegő-széndioxid keverékből széndioxid kiválasztására használtuk. A keverékben 8,5 térfogatszázalék C02

volt, A gázkeverék a tartályból nyomáscsökkentő szelepen, túlnyomást megakadályozó szelepen, szűrőn, szabályozó szelepen és venturi áramlásmérőn keresztül áramlott a ciklonokkal ellátott tartályhoz. A ciklonokból származó két frakciót keresztülvezettük egy venturi áramlásmérőn és szabályozó szelepen egy vákuum-szivattyúhoz, és a gáz egy részét a szelepen keresztül analizálás céljából egy gázanalizáló készülékhez vezettük. A ciklonokat tartalmazó tartályban a gáznyomást abszolút higanyos manométerrel megközelítően 0,5 higanymilUméter pontossággal mértük. A ciklonokból származó két frakció C02 tartalmának eltérését infravörös analizáló és ehhez kapcsolt potenciométeres regisztráló készülék révén regisztráltuk. 5