Способ и устройство для очистки газов, преимущественно инертных, от примесей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСГ)У БЛИК эти В 03 С 3/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исслеловательский и конструкторский институт хроматографии (53) 621,928.8 (088.8)(54) СПОСОБ И УСТРОЛСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ИНЕРТНЪХ, ОТ ПРИМЕСЕИ.(57) 1. Способ очистки газов, преимущественно инертных,от примесей, при котором очищаемый газ непрерывно пропускают через разрядную камеру, к электродам внутри камеры прикладывают постоянное напряжение, обогащенный примесями газ выводят из камеры, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки и производительности, процесс ведут при напряжении, обеспечивающем появление слаботочной луги, при этом вывод обогащенного примесями газа производят по направлению электрического поля, создаваемого электролами разрядной камеры.2. Устройство для очистки газов,преимущественно инертных,от примесей, содержащее цилиндрическую разрядную камеру с двумя электродами, один из которых выполнен полым, соединенными с источником постоянного напряжения, штуцер для ввода очищаемого газа, штуцер для вывода обо. гащенного примесями газа, соединенный с полым электродом, и штуцер лла вывода очищенного газа, отличающееся тем, что, с .целью новышення эффиктивности очист. ки и произволительности, штуцеры выходя.щих потоков размещены у торцов камеры, а штуцер для подвода очищаемого газа установлен по ее вертикальной оси перпендикулярно выводимым потокам газа.3. Устройство ио п. 2, отличающееся тем, что второй электрол выполнен полым Я и соелинен со штуцером для вывода очищенного газа.1111821, Изобретение относится к получению чистых газов, преимущественно инертных,Известны способы очистки инертныхгазов от газообразных примесей, в которыхосновные компоненты (кислород, азот и во.дород) связываются металлами, на греты.ми до высокой температуры 11).Устройства лля осущестг, ения этогоспособа включают в себя систему реакторов, каждый из которых предназначен длясвязывания одного из удаляемых газов. Дляочистки от кислорода 55 рнменяют медь, нагретую до 400 - 450 С, лля очистки от азота используют титановую трубку, нагретуюдо 850 в 9 С, для поглощения водородаприменяют окись мели ири температуре ло500 С 11).Недостатками данных способа и устройства для его осуществления является сложность и громоздкость очистки, обусловленные большим количеством высокотемпературных печей, необходимостью длительногонагрева для выхода на заданную температуру, необходимость в системе регенерациипоглотителя.Известен способ очистки газа при пропускании электрического тока через гяз,находящийся в замкнутом объеме 121.Устройство лля осуществлении указанного способа содержит разрядную камерус двумя электродами. В результате разря.да у одного электрода собирается очищенный газ, у другого - газ с повышеннымсодержанием примесей 12).Нелостятком известных способа и устройства для его осуществления являетсято, что они не позволяют производить очистку в потоке газа,Наиболее близким ио технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ, при котором очищаемый газ непрерывно пропускают черезразрядную камеру, к электродам внутрикамеры прикладывают постоянное напряжение, обогащенный примесями газ выводятиз камеры через отверстия в одном из электродов 13.Устройство для осуществления известного способа содержит разрядную камеру сдвумя электродами, соединенными с источником постоянного напряжения, штуцерлля ввода очищаемого газа, штуцер длявывода обогащенного примесями газа, соединенный с отверстием в одном из электродов, и штуцер для вывода очищенного газа 13.Электролная система представляет собой трубу с множеством отверстий в стенкеи проволоку, натянутую по оси трубы.При подаче положительного потенциа.ла на проволоку, отрицательного на трубуи зажигании коронного разряда атомы имолекулы примесных газов, имеющие первый потенциал ионизации ниже, чем первый потенциал ионизации очищаемого гя 50 тродами разрядной камеры.Кроме того, в устройстве для осуществления способа очистки газов, содержащем цилиндрическую разрядную камеру с двумяэлектролами, один из которых выполнен полым, соединенными с источником постоянного напряжения, штуцер для ввода очищаемого газа, штуцер для вывода обога. щенного примесями газа, соединенный с полым электродом, и штуцер для вывода очизя, ионизуютс 5 и движутся пол действиемэлектрического поля к внутренней стенкетрубы, гле рекомбинируют и через отверстияв цилиндре поступают в область понижен.ного лавления за цилиндром, откуда уда.ляктся.При очистке электроотрицятельных газов, имеюц 1 их большее средство к электрону, чем очищаемый гяз, используется напряжение обратной полярности.Нелостаток известных способа и устройства состоит в том, что лля повышения эффективности очистки необходимо либо уменьшить ее производительность, либо увели.чивать лли ну электродов, а следователь.но, и всего устройства.Этот недостаток имеет место вследствиетого, что газовый поток пропускается перпендикулярно направлению электрическогополя, и не весь газ проходит через областьразряда с нянболыией плотностью тока,гле скорость нонизации максимальна. Скорость ионизации вблизи внутренней стенкитрубы чала, и для того, чтобы эффективноионизовать ирнмесный газ в этой части камеры, необходимо увеличивать времяняхождение газа в электрическом поле. Этого можно достичь либо уменыпая скорость газового потока и, следовательно, производительность, либо уллинняя электроды, т. е. увеличивая устройства.Кроме того, кояксиальная геометрияЗО позволяет использовать лля целей очисткитолько коронный разряд, степень ионизации в котором на несколько порялков меньше концентрации примесей во многих газах, предназначенных лля очистки. Поэтому использование известного способа для35 очистки таких газов требует увеличениянахождения очигцаемого газа в электрическом поле.Целью изобретения является повышение эффективности очистки и производительности,Указанная цель достигается тем, чтосогласно способу очистки газов, при котором очишаемый газ непрерывно пропускаютчерез разрядную камеру, кэлектродам внутри камеры прикладывают постоянное напряжение, обогащенный примесями гяз выводят из камеры, процесс ведут при напряжении, обеспечивающем появление слаботочной лу 5 и, при этом вывод обогащенногопримесями газа производят по напрявле.нию электрического поля, создаваемого элек1111821 Сост а в и тель Т. Вл о вскихТехред И. Верес Корректор М, ДемчикТираж 534 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор Л. Шандор Заказ 6027/7 щенного газа, штуцеры вывхоляших пото. ков размещены у торцов камеры, а штуцер для полвола очищаемого газа установлен по ее вертикальной оси перпенликулярно выволимым потокам газа.При этом второй электрод выполнен полым и соединен со штуцером для вывода очищенного газа.На фиг. 1 изображено устройство лля осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - устройство, у которого второй электрол выполнен полым.Устройство содержит цилиндрическую. разрядную камеру 1, электрод 2, соединенный со штуцером 3 для вывода газа, обогащенного примесями, электрод 4, штуцер 5 для вывода очищенного газа, штуцер 6 для ввода очищаемого газа.Устройство работает следующим образом,Очищаемый газ через штуцер б подается в разрялную камеру, Если производится очистка от электроположительных газов, к электроду 2 прикладывается отрицательный потенциал, к электроду 4 - положительный. Если производится очистка от электроотрицательных газов, полярность приложенного напряжения обратная.После подачи и возникновения разряда ток увеличивают до перехода разряда в слаботочную лугу. Этот переход осуществляется при токах 0,5 мА и выше. При этом происходит контракция разряда, зона эффективной ионизации резко уменьшается в размерах, степень ионизации газа возрастает. Ионы примеси в дуговом столбе движутся к электроду, соединенному со штуцером для отбора газа, обогащенного примесями.Для подтверждения принципиальной осуществимости прелложенного способа ниже приведены примеры, показывающие положительный эффект изобретения.Пример . Производится очистка гелия марки А с суммарным солержанием примесей не более 5.10об./о. Очистка производится с помощью устройства, изображенного на фиг, 2, Длина разрялной камерысоставляет 50 мм, лиаметр - 25 мм, меж.электродное расстояние 16 мм. Электрод 25имеет внешний диаметр 1 мм, внутренний0,3 мм, электрол 4 имеет диаметр рабочейповерхноСти 20 мм, отверстие 0,3 мм. Расход очищенного газа составляет 80 -Я, - ,расход газа, обогащенного примесями 80-Ю,избыточное давление в камере 0,3 - , - ,10 ток разряда 10 мА. Суммарное уменьшение примеси в очигценном газе составляет3 1 Оп/Пример 2. Производится очистка гелия марки А с суммарным содержаниемпримесей не более 5,10- об.%, Очистка производится с помощью устройства, описанного в примере 1.Раскол очищенного газа составляет1 О -м - , расход газа, обогащенного приснмесями 10 - снЦ в , избыточное давление вкамере 0,3 - Ц, - , ток разряда 14 мА. Суммарное уменьшение примеси в очищенномгазе составляет 7.10 о/о,Пример 3. Производится очистка гелиямарки А с суммарным содержанием примесей не более 5.10-об.%. Очистка произ 25 водится с помощью устройства, описанногов примере .Расход очищенного газа составляетсиз110 --- , расход газа, обогащенного примесями 20 - гнгг - , избыточное давление вкамере 0,2 -ф"-х- - , ток разряда 18 мА. Суммарное уменьшение примеси в очищенномгазе сост а вл я ет 7,10 4/Предложенный способ очистки газовот примесей и устройство для его осущест.вления позволят получить экономическийэффект от внедрения, например, в областианалитического приборостроения для газового анализа. Применение устройства очистки в комплекте с газовым хроматогра.фом для анализа микропримесей с цельюлоочистки газа-носителя, например гелии,4 О существенно повысит их чувствительностьи метрологические характеристики.