Диффузионная мембрана

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 7297 1 Р 53/2 АНИЕ ИЗОБРЕТЕН ПАТЕНТ и ль те 8(54) (57) МБРАНА ДИФФУЗИОННАЯ Изобретение деления воиз газовых мущественной аллическую ме ожет применять и его изоутем его ород смес дл то пр диффузии через рану, Цель изо м ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕГЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(72) Фридрих Бер, Рудольф Ши Вальтер Вайрих (РЕ)(56) Патент США 9 3128178,кл. В 01 Р 53/22, 1967.Патент США У 3407571,кл. В 01 Р 53/22, 1968. ретения - повышение срока службымембраны за счет предотвращения обеднения покрытия диссоциативным металлом-палладием и предотвращения образования окисленных продуктов, Диффузионная мембрана состоит из слояпокрытия, выполненного из сплавапалладия с легирующимн добавками;45-72 ат.% меди или 50-75 ат,% серебра или 7-16 ат,% иттрия, металлической основы, содержащей те же легирующие добавки в концентрации, равновесной с их концентрацией в покрытии, что предотвращает диффузию компрнентов покрытия в слой основы, дополнительного слоя, размещенноговнутри основы или на ее противоположной поверхности, включающего расплав,образующий или содержащий гидрид щелочного или щелочноземельного металла, который растворяет в себе диффундирующий через мембрану водород,51015 5 35 40 50 55 1 12Изобретение относится к химической технологии, связанной с разделением газовых смесей, содержащих водород, на диффузионных металлическихмембранах.Целью изобретения является повышение срока службы диффузионных мембран при повышенных температурах,На фиг. 1 и 2 представлены варианты выполнения предложенной мембраны, поперечный разрез.Мембрана состоит из слоя 1 палладиевого сплава, обеспечивающегоселективные свойства мембраны, а также металлической основы 2. Она включает в себя также дополнительныйслой 3 иэ расплава гидрида щелочного или щелочноэемельного металла,расположенный внутри или на противоположной покрытйю стороне металлической основы,Диффузионная мембрана работаетследующим образом.Разделяемая смесь, содержащаяводород, подается при повышеннойтемпературе 150-820 С и парциальном давлении водорода от 1 мбар до30 бар на мембрану со стороны слоя1 палладиевого сплава. Сплав можетвключать в себя в качестве легирующих добавок 45-72 ат,7 меди или 5075 ат.Е серебра или 7-16 ат.7 иттрия,Благодаря повышенному средствусплавов палладия к водороду черезслой 1 проникает только водород илиего изотопы, Проникший газ далее помеханизму атомной диффузии проникает через металлическую основу 2, выполненную из тантала, ниобия, титана или ванадия, или их сплавов. Дляпредотвращения диффузионного проникновения в металлическую основу, пегирующих добавок иэ слоя покрытия,чтоухудшает диссоциативные свойства покрытия и приводит к уменьшению производительности.мембраны, металлическая основа содержит те же легирующие добавки в концентрации, разновеской с их концентрацией в покрытии, Состав содержащего палладия по.крытия со временем ке изменяется,чтопредотвращает диффузию самого палладия в металлическую основу,Чтобы подавить снижение эффективности диффузионной мембраны под действием явления окисления, мембранувыполняют трехслойной, включая в неетонкий слой 3 расплава, содержащегоили образующего гидрид щелочного или 72970 1 щелочноземельного метапла, напримергидрида лития с добавками галогенидов лития, гидриды натрия и калия,гидриды бария и магния, а также смеси гидридов, например бария, кальцияи магния. Этот перечень не ограничивает выбор металлов и для каждогоконкретного случая можно испольэоватьнаилучший вариант,Наличие гидридного слоя исключает отрицательное воздействие на эффективность мембраны таких загрязнений, как водяной пар, окислительные соединения. Мембрана в этом случае остается свободной внутри от кислорода при длительных сроках эксплуатации,Толщина слоя, содержащего расплав, находится в пределах 1 О 100 мкм, Расплав, содержащий щелочной или щелочноэемельный металл,обеспечивает вследствие его болеевысокого сродства к водороду поглощение последнего, что увеличивает скорость прохождения водорода черезмембрану, а также предотвращает образование гидридов с металлами, входящими в состав покрытия и основы. Расплав, воспринимающий диффундирующий водород, движется в тонком слое противоточно потоку исходной газовойсмеси, затем проходит регенерирующее устройство, где из него удаляют образовавшиеся гидриды, и вновьвозвращается в контур циркуляции,Регенерация может проводиться отфильтровыванием гидридов на сетке,а водород из гидридов извлекаетсялибо нагреванием, либо растворениемв расплаве галогенидов соответствующих металлов с последующим электролизом расплавов. Формула изобретения Диффузионная мембрана для выделения водорода иэ газовых смесей, состоящая из металлической основы и покрытия из палладиевого сплава, содержащего в качестве легирующих добавок 45-72 ат.7, меди, или 50- 75 ат,Е серебра, или 7-16 ат,7. иттрия, отличающаяся тем, что, с целью повышения срока службы, металлическая основа содержит те же легирующие добавки в концентрации, равновесной с их концентрацией в покрытии.Т Подп комитета СССР открытий ая наб., д. 4е роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул; - Проектн 3 127292, Мембрана по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена дополнительным слоем, выполненным в виде расплава, образующего или содержащего гидрид щелочного или щелочноземельногометалла.3. Мембрана но п. 2, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что дополниказ 6351/58 ираж 663 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035) Москва, )К, Раушс70 4тельный слой размещен внутри металлической основы. 4, Мембрана по и. 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что дополнительный слой размещен на противоположной покрытию стороне металлическои основы,