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DE1243155B - Device for cleaning gases by diffusion - Google Patents

Device for cleaning gases by diffusion

Info

Publication number
DE1243155B
DE1243155B DE1961E0021217 DEE0021217A DE1243155B DE 1243155 B DE1243155 B DE 1243155B DE 1961E0021217 DE1961E0021217 DE 1961E0021217 DE E0021217 A DEE0021217 A DE E0021217A DE 1243155 B DE1243155 B DE 1243155B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
diffusion
chamber
tubes
inlet
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE1961E0021217
Other languages
German (de)
Inventor
William C Pfefferle
Martin F Collins
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Engelhard Industries Inc
Original Assignee
Engelhard Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Engelhard Industries Inc filed Critical Engelhard Industries Inc
Publication of DE1243155B publication Critical patent/DE1243155B/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B23/00Noble gases; Compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/02Preparation of oxygen
    • C01B13/0229Purification or separation processes
    • C01B13/0248Physical processing only
    • C01B13/0251Physical processing only by making use of membranes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/501Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by diffusion
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0405Purification by membrane separation

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

BOIdBOId

Deutsche Kl.: 12e-3/04German class: 12e-3/04

Nummer; 1 243 155Number; 1 243 155

Aktenzeichen: E 21217IV c/12 eFile number: E 21217IV c / 12 e

Anmeldetag: 9. Juni 1961Filing date: June 9, 1961

Anslegetag: 29. Juni 1967Docking date: June 29, 1967

Um Wasserstoff von hohem Reinheitsgrad zu erhalten, kann handelsüblicher Wasserstoff mittels Diffusion durch Palladium gereinigt werden. Eine geeignete Vorrichtung für diesen Zweck, die Palladiumrohre, die in Schraubenform angeordnet sind, verwendet, ist in der USA.-Patentschrift 2 911 057 beschrieben. Eine hochselektive Trennung durch Diffusion wird ebenfalls erhalten, wenn man Helium und Sauerstoff durch Glas (siliziumoxydhaltig) bzw. Silber diffundieren läßt.In order to obtain hydrogen of a high degree of purity, commercially available hydrogen can be diffused can be purified by palladium. A suitable device for this purpose, the palladium tubes, which are arranged in a helical shape is described in U.S. Pat. No. 2,911,057. A highly selective separation by diffusion is also obtained when using helium and allows oxygen to diffuse through glass (containing silicon oxide) or silver.

Wenn Wasserstoff durch Palladium diffundiert, ist es wünschenswert, bei einem erhöhten Temperaturniveau von einigen Hundert Grad Celsius zu arbeiten. Daher dient die Schraubenform der Röhren gemäß der oben zitierten Patentschrift dazu, die thermische Ausdehnung und Zusammenziehung der Palladiumröhren zu ermöglichen, ohne daß die Druckdichtung des Hüllbehälters bricht.When hydrogen diffuses through palladium, it is desirable at an elevated temperature level of a few hundred degrees Celsius to work. Therefore, the helical shape of the tubes serves according to the patent cited above, the thermal Allow expansion and contraction of the palladium tubes without breaking the pressure seal of the enveloping container breaks.

Die Diffusionsvorrichtungen, die bis jetzt verwendet wurden, besitzen eine Einlaßkammer, durch die das Rohgas zirkuliert, und eine Gewinnungskammer. Die Einlaßkammer und die Gewinnungskammer sind mittels einer Membran voneinander getrennt, die aus einem Material besteht, das die selektive Durchlässigkeit für das Gas, das gewonnen werden soll, besitzt.The diffusion devices that have been used heretofore have an inlet chamber through which circulates the raw gas, and a recovery chamber. The inlet chamber and the recovery chamber are diaphragm apart separated, which consists of a material that has selective permeability for the gas that is extracted should be owns.

Normalerweise besitzt die Gewinnungskammer einer Diffusionseinrichtung nur ein einziges Anschlußrohr, das der Auslaß für das gereinigte Gas ist. Es ist aber auch schon vorgeschlagen worden, die Gewinnungskammer mit einem Ein- und einem Auslaß zu versehen.Normally the recovery chamber of a diffusion device has only a single connection pipe, that is the outlet for the purified gas. But it has also been suggested to provide the recovery chamber with an inlet and an outlet.

Mit dieser Art von Anordnung kann eine vorteilhafte Gasströmung in dem Gewinnungsraum erhalten werden. Es ist wünschenswert, eine Rückdiffusion eines Teiles des Gasstromes im Gewinnungsraum zu vermeiden. Das Gas strömt im Gewinnungsraum im Gegenstrom zu dem Gas in den Palladiumrohren, und dadurch erfolgt eine allmähliche Zunahme des Wasserstoffgehaltes in der Gewinnungskammer und eine allmähliche Abnahme des Wasserstoff geh altes innerhalb der Palladiumröhren. Wenn die Palladiumröhren schraubenförmig ausgebildet sind, kann ein wirksamer Gegenstrom ohne Rückmischung jedoch nicht leicht erhalten werden.With this kind of arrangement, an advantageous gas flow can be obtained in the recovery space will. It is desirable to allow a part of the gas flow to diffuse back into the recovery space avoid. The gas flows in the recovery space in countercurrent to the gas in the palladium pipes, and thereby there is a gradual increase in the hydrogen content in the recovery chamber and a gradual decrease in the hydrogen content inside the palladium tubes. When the palladium tubes However, if they are helical, an effective countercurrent can be achieved without backmixing not easily obtained.

Es wurde gefunden, daß bei einer Vorrichtung zum Reinigen von Gasen durch Diffusion, bestehend aus einem eine Einlaß- und eine Auslaßkammer nahe der Einlaßkammer einen Auslaß für das gereinigte Gas und zur Erzeugung einer Gegenströmung nahe der Auslaßkammer einen Einlaß aufweisenden, gegebenenfalls heizbaren Zylinder, wobei Vorrichtung zum Reinigen von Gasen
durch Diffusion "
It has been found that in a device for purifying gases by diffusion, consisting of an inlet and an outlet chamber near the inlet chamber, an outlet for the purified gas and an inlet for generating a countercurrent near the outlet chamber, optionally heatable cylinder, wherein Device for purifying gases
by diffusion "

Anmelder:Applicant:

Engelhard Industries, Inc.,Engelhard Industries, Inc.,

Newark, N. J. (V. St. A.)Newark, N.J. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt,Dr.-Ing. W. Abitz, patent attorney,

München 27, Pienzenauer Str. 28Munich 27, Pienzenauer Str. 28

Als Erfinder benannt:
William C. Pfefferte, Middletown, N. J.;
Named as inventor:
William C. Pfefferte, Middletown, NJ;

Martin F. Collins, Jersey City, N. J. (V. St. A.)Martin F. Collins, Jersey City, N.J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 10. Juni 1960 (35 299) - -
Claimed priority:
V. St. v. America June 10, 1960 (35 299) - -

die Einlaßkammer mit der Auslaßkammer über viele.the inlet chamber with the outlet chamber over many.

as die Diffusion ermöglichende Rohre verbunden ist,The pipes that allow diffusion are connected,

die Rückdiffusion verringert wird, wobei gleichzeitig auf eine unterschiedliche Warmeausdehnung oder -zusammenziehung der Diffusionsröhren und der umgebenden Kammer zu achten ist, wenn erfindungsgemäß in dem Zylinder eine einen U-förmigen Raum bildende Platte in die Zylinderöffnung ragt, an einem Ende des Zylinders senkrecht zu dieser Platte eine den Querschnitt ausfüllende, die Einlaßkammer und Auslaßkammer bildende Platte angeordnet ist und daß die beiden Kammern durch U-förmig gebogene Diffusionsrohre miteinander verbunden sind.the back diffusion is reduced, while at the same time on a different thermal expansion or - contraction of the diffusion tubes and the surrounding chamber must be taken into account when according to the invention in the cylinder, a plate forming a U-shaped space protrudes into the cylinder opening, on one End of the cylinder perpendicular to this plate a cross-section filling the inlet chamber and Outlet chamber forming plate is arranged and that the two chambers by U-shaped bent Diffusion tubes are connected to each other.

An Hand der Zeichnungen soll die Vorrichtung beispielsweise näher erläutert werden.The device is to be explained in more detail, for example, with reference to the drawings.

F i g. 1 zeigt eine Vorrichtung mit U-förmigem Diffusionsraum;F i g. 1 shows a device with a U-shaped Diffusion space;

F i g. 2 zeigt eine andere Ausführungsform, in der ein Vorwärmer verwendet wird und in der die Palladiumröhren in aufgehängten Bündeln gruppiert sind;F i g. Figure 2 shows another embodiment in which a preheater is used and in which the palladium tubes are grouped in suspended bundles;

Fig. 3 zeigt eine Ansicht eines Teiles der in F i g. 2 dargestellten Vorrichtung;FIG. 3 shows a view of part of the FIG. 2 shown device;

F i g. 4 und 5 zeigen zwei Ansichten eines Rohroberteils, das in der in F i g. 2 und 3 dargestellten Vorrichtung verwendet wird.F i g. 4 and 5 show two views of an upper part of the pipe, which is shown in FIG. 2 and 3 shown Device is used.

In Fig. 1 ist eine Gewinnungskammer 12 dargestellt, die eine zylindrische FoaBvbesitzt und aus korrosionsbeständigem Stahl hergestöüt ist. DieseIn Fig. 1, a recovery chamber 12 is shown which has a cylindrical FoaBv and from corrosion-resistant steel is made. These

' . : 709 608/379'. : 709 608/379

Kammer ist in zwei halbzylindrische Teile vermittels einer korrosionsbeständigen Stahlplatte 14 geteilt, die sich quer durch die Kammer 12 über fast ihre ganze Länge erstreckt. Durch die Anordnung der Trennplatte 14 erhält der Gewinnungsraum 12 eine U-förmige Konfiguration, wobei sich der eine Schenkel des U über der Trennplatte 14 und der andere Schenkel des U unter der Trennplatte 14 befindet.Chamber is divided into two semi-cylindrical parts by means of a corrosion-resistant steel plate 14, which extends across the chamber 12 for almost its entire length. Due to the arrangement of the partition plate 14, the extraction space 12 is given a U-shaped configuration, with one leg of the U is above the partition plate 14 and the other leg of the U is below the partition plate 14.

Die mit Öffnungen versehene Endplatte 16 aus korrosionsbeständigem Stahl weist eine obere and eine untere halbzylinderförmige Platte auf. die ein Ende der Gewinnungskammer 12 abschließt. Eine Reihe von U-förmigen Diffusionsröhren ist in der Gewinnungskammer angeordnet, wobei ein Schenkel jeder der Röhren in der Endplatte 16 über der Trennplatte 14 und der andere unter derselben befestigt ist. Zwei dieser U-förmigen Diffusionsröhren 18 und 20 sind in F i g. 1 dargestellt. Es wird bemerkt, daß die Röhren 18 und 20 sowohl die gleiche Form als auch die gleiche Krümmung besitzen.The apertured end plate 16 made of corrosion-resistant steel has an upper one a lower semi-cylindrical plate. which closes one end of the extraction chamber 12. One Row of U-shaped diffusion tubes is in the Extraction chamber arranged with one leg of each of the tubes in the end plate 16 above the divider plate 14 and the other is attached under the same. Two of these U-shaped diffusion tubes 18 and 20 are in Fig. 1 shown. It will be noted that the tubes 18 and 20 are both the same shape and shape have the same curvature.

Die anderen Röhren 22, die unterbrochen dargestellt sind, besitzen eine entsprechende Konfiguration. Wenn die Diffusionsröhren im allgemeinen dieselbe Form besitzen und viele oder alle untereinander identisch sind, wird die Herstellung vereinfacht, und die gleiche Diffusionswirkung wird von jeder sich durch den Gewinnungsraum erstreckenden Röhre erhalten.The other tubes 22, which are shown broken, have a corresponding configuration. When the diffusion tubes are generally of the same shape and many or all of one another are identical, manufacture is simplified and the same diffusion effect becomes obtained from each tube extending through the recovery space.

Die Gewinnungskammer 12 ist von einer Heizspule 24 umgeben. Der Widerstandsdraht kann beispielsweise ein Chrom-Nickel-Draht sein, und die Windungen sind in einer Zementschicht 26, beispielsweise in einer Asbestzementschicht, eingeschlossen. Die ganze Einrichtung ist in einem Aluminiumbehälter 28 eingeschlossen, der Endplatten 30 und 32 besitzt, welche aus Asbestzement oder ähnlichem Material hergestellt sind. Der Rest des Raumes innerhalb der Kammer 28 ist mit einem wärmeisolierenden Material 34, wie z. B. Magnesiumoxyd, gefüllt.The extraction chamber 12 is surrounded by a heating coil 24. The resistance wire can, for example be a chrome-nickel wire, and the turns are in a layer of cement 26, for example enclosed in an asbestos cement layer. The whole facility is in an aluminum container 28, which has end plates 30 and 32 made of asbestos cement or the like Material are made. The rest of the space within the chamber 28 is covered with a heat insulating material Material 34, such as B. Magnesium oxide filled.

Das einströmende Gas von geringer Reinheit wird zu dem Einlaßraum 36 durch das Einlaßrohr 38 eingeführt. Der Ausgangsstrom des aus den Diffusionsröhren gewonnenen Gases wird in der Kammer 40 aufgenommen und ist mit dem Einlaß zu der Gewinnungskammer 12 durch Röhren 42 und 44 und den Druckminderer 46 verbunden. Das Abgas wird aus dem Druckminderer 46 durch das Rohr 48 abgeblasen. The incoming low purity gas is supplied to the inlet space 36 through the inlet pipe 38 introduced. The output flow of the gas recovered from the diffusion tubes is in the chamber 40 and is connected to the inlet to the recovery chamber 12 through tubes 42 and 44 and the pressure reducer 46 is connected. The exhaust gas is blown out of the pressure reducer 46 through the pipe 48.

Die Gegenstromanordnung, die in den Zeichnungen dieser Erfindung dargestellt ist, wird verwendet, um den Gesamtdruckabfall, der an den parallelen Röhren erforderlich ist, zu verringern. Dadurch wird ein System erhalten, bei dem die Strömungsgeschwindigkeit relativ groß ist. Mit der Gegenströmung, wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist, werden hohe Partialdruckdifferenzen in der U-fÖrmigen Gewinnungskammer aufrechterhalten, ohne daß der Absolutdruckunterschied zu beiden Seiten der Röhren unerwünscht hoch ist. Auf diese Weise werden hohe Diffusionsgeschwindigkeiten erhalten, ohne daß Drucke erreicht werden müssen, bei denen die Röhren leicht brechen.The countercurrent arrangement illustrated in the drawings of this invention is used to reduce the total pressure drop required across the parallel tubes. This will obtain a system in which the flow velocity is relatively high. With the countercurrent, like As shown in the drawings, there are high partial pressure differentials in the U-shaped recovery chamber maintained without the absolute pressure difference on both sides of the tubes is undesirably high. In this way, high diffusion rates are obtained without Pressures must be achieved at which the tubes break easily.

Beispielsweise enthält das Rohgas 10 Vo Wasserstoff und 9O°/o Stickstoff bei einem Druck von 24,608 kg/cm2. Das Rohgas wurde in die die PaI-ladiumröhren enthaltene Diffusionseinrichtung mit einer Geschwindigkeit von 1,91 pro Minute eingeleitet. Ein Druckminderer 46 verringerte den Druck in der Gewinnungskammer bis auf 3,164 kg/ cmä. Das Gas, das durch den Druckminderer strömte, besaß eine Zusammensetzung von etwa 0,26% Wasserstoff und 99,74 % Stickstoff. Der Partialdruck von Wasserstoff war am Ausgang der Palladiumröhre etwa 0,07 kg/cms. Ähnlich betrug der Partialdruck des Wasserstoffs in dem Gas, das dem Eingang der Gewinnungskammer zugeführtFor example, the raw gas contains 10 Vo hydrogen and 90% nitrogen at a pressure of 24.608 kg / cm 2 . The raw gas was introduced into the diffusion device containing the palladium tubes at a rate of 1.91 per minute. A pressure reducer 46 reduced the pressure in the extraction chamber to 3.164 kg / cm like. The gas that passed through the pressure reducer had a composition of about 0.26% hydrogen and 99.74% nitrogen. The partial pressure of hydrogen at the exit of the palladium tube was about 0.07 kg / cm s . Similarly, the partial pressure of the hydrogen in the gas supplied to the inlet of the recovery chamber was

ίο wurde, etwa 0,00844 kg/cm2. Am Ausgang der Gewinnungskammer betrug die Konzentration von Wasserstoff 47% im Vergleich zu 53% Stickstoff. Die Strömungsgeschwindigkeit betrug etwa 0,41 pro Minute. Außerdem konnte festgestellt werden, daß der Partialdruck des Wasserstoffs in den Palladiumröhren und in der Gewinnungskammer nahe am Ausgang der Gewinnungseinrichtung 2,531 bzw. 1,476 kg/cm2 betrug.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung ist ein Abstand zwischen der gestrichelten Linie 50 und dem rechten Ende der Kammer 12 vorgesehen, um die thermische Ausdehnung der Röhren und der Kammern zu ermöglichen, wenn die Widerstandswindung 24 vom Strom durchflossen wird. Diese Ausdehnungsstrecke wird durch einen Doppelpfeil 52 in der Zeichnung angedeutet. Es wird ebenfalls eine leichte Ausdehnung zwischen den äußeren Enden der Röhren stattfinden. Dementsprechend ist ein kleiner Spielraum zwischen den Wandungen der Kammern 12 und den Röhren vorgesehen.
ίο was about 0.00844 kg / cm 2 . At the exit of the recovery chamber, the concentration of hydrogen was 47% compared to 53% nitrogen. The flow rate was about 0.41 per minute. It was also found that the partial pressure of the hydrogen in the palladium tubes and in the recovery chamber near the outlet of the recovery device was 2.531 and 1.476 kg / cm 2 , respectively.
In the arrangement shown in FIG. 1, a distance is provided between the dashed line 50 and the right-hand end of the chamber 12 in order to allow the thermal expansion of the tubes and the chambers when the resistance winding 24 is traversed by the current. This expansion path is indicated by a double arrow 52 in the drawing. There will also be a slight expansion between the outer ends of the tubes. Accordingly, a small clearance is provided between the walls of the chambers 12 and the tubes.

Die in F i g. 2 dargestellte Ausführungsform ist der in F i g. 1 gezeigten ähnlich. Es ist jedoch bei der in F i g. 2 dargestellten Anordnung ein Vorerwärmer 56 an Stelle der Widerstandswindung 24 vorhanden.The in F i g. 2 is the embodiment shown in FIG. 1 shown similarly. However, it is with the in Fig. 2, a preheater 56 is provided in place of the resistance turn 24.

Darüber hinaus sind die Palladiumdiffusionsröhren in Bündeln angeordnet und in Gruppen von je sieben an einen Verteiler 58 angeschlossen. Die Verteiler 58 sind ihrerseits in der Endplatte 60 befestigt, und auf diese Weise ist die Einlaßkammer 62 und die Auslaßkammer 64 über die Diffusionsröhren miteinander verbunden. Der Verteiler 58 erstreckt sich um ein bedeutendes Stück über die Oberfläche der Endplatte 60 hinaus, so daß die Palladiumröhren mit diesen Verteilerröhren leicht verlötet werden können, ohne daß zu der Platte 60 übermäßig viel Wärme abfließt. Andererseits können die Verteiler sich auch nach links, wie in F i g. 2 und 3 dargestellt ist, über die Platte hinauserstrecken. In diesem Fall erstrecken sich die Palladiumröhren durch die ganze Lange der Verteiler- oder Sammelrohren und werden an dem linken Ende derselben angelötet.In addition, the palladium diffusion tubes are arranged in bundles and in groups of seven each connected to a distributor 58. The manifolds 58 are in turn secured in the end plate 60, and in this way the inlet chamber 62 and the Outlet chamber 64 connected to one another via the diffusion tubes. The manifold 58 extends a significant distance beyond the surface of the end plate 60 so that the palladium tubes with these manifolds can be easily soldered without excessive heat flowing to the plate 60. On the other hand, the distributors can also turn to the left, as in FIG. 2 and 3 is shown over extend the plate out. In this case, the palladium tubes extend the entire length of the Manifold or header pipes and are soldered to the left end of the same.

Wie bei einer Ausführungsform nach F i g. 1 kann die zylindrische Kammer 66 aus korrosionsbeständigem Stahl bestehen. Ebenfalls kann die Trennplatte 68 aus demselben Material gefertigt sein. Das äußere Gehäuse 70 aus Aluminium wird von der inneren Kammer 68 mittels eines geeigneten Isolationsmaterials, wie es oben im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde, isoliert. Darüber hinaus ist die ganze Art der Gasdurcbströmung in der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform im wesentlichen dieselbe wie in der in F i g. 1 dargestellten.As in an embodiment according to FIG. 1, the cylindrical chamber 66 can be made of corrosion-resistant Made of steel. The partition plate 68 can also be made of the same material. That The aluminum outer housing 70 is separated from the inner chamber 68 by means of a suitable insulating material, as described above in connection with FIG. 1 has been described, isolated. Moreover, the whole nature of the gas flow is in that shown in FIG The embodiment shown is essentially the same as in the embodiment shown in FIG. 1 shown.

Das einströmende Gas von geringem Reinheitsgrad wird zu dem Vorerwärmer 56 geleitet, bevor es in die Einlaßkammer 62 einströmt. Besonders für den großindustriellen Prozeß ist das Vorerwärmen wirtschaftlicher als die Verwendung von Widerstandsheizungen rund um die Kammerwände. Die für eineThe incoming gas of low purity is directed to the preheater 56 before it flows into the inlet chamber 62. Preheating is particularly important for the large-scale industrial process more economical than using resistance heating around the chamber walls. The one for one

Anlage der geschilderten Art in Frage kommenden Abmessungen sind folgende: Der Zylinder 66 kann etwa einen Durchmesser von 12,7 cm und eine Länge bis zu 7,52 m besitzen. Jede der 49 Palladium- oder Palladium-Silber-Röhren kann einen Durchmesser von 3,175 und eine Wandstärke von etwa 0,2 mm besitzen.System of the type described in question are the following dimensions: The cylinder 66 can have a diameter of about 12.7 cm and a length of up to 7.52 m. Each of the 49 palladium or Palladium-silver tubes can have a diameter of 3.175 and a wall thickness of about 0.2 mm own.

In F i g. 3 sind die Sammelrohren 58 in einem vergrößerten Maßstab dargestellt. Drei der 14 Sammelrohren, die für eine typische Installation verwendet werden, sind in F i g. 3 dargestellt. Sieben der Verteilerröhren sind über der Scheidewand 68 und sieben unterhalb dieser angeordnet.In Fig. 3, the headers 58 are enlarged Scale shown. Three of the 14 headers used for a typical installation are shown in FIG. 3 shown. Seven of the manifold tubes are above the septum 68 and seven arranged below this.

Wie in den F i g. 4 und 5 dargestellt ist, besitzen die Sammelrohren eine zylindrische Form, Jede hat sieben Löcher 72, die sich durch die ganze Länge dieser Röhren erstrecken. Wie in F i g. 3 dargestellt ist, sind die Palladiumröhren in dem hervorstehenden Endteil der Sammelröhre 58 befestigt. Fünf der sieben Röhren 74 sind in F i g. 3 dargestellt. Die Röhrengruppe jeder Sammelröhre bildet ein kleines Bündel und ist an verschiedenen Punkten längs der Länge der Kammer 66 gehalten. In Fig. 2 sind drei Röhrenbündel 74, 76 und 78 zu sehen.As shown in Figs. 4 and 5, the headers are cylindrical in shape, each having seven holes 72 running the full length of these tubes. As in Fig. 3 shown is, the palladium tubes are fixed in the protruding end portion of the collecting tube 58. Five of the seven tubes 74 are shown in FIG. 3 shown. The tube group of each collecting tube forms a small one Bundle and is held at various points along the length of the chamber 66. In Fig. 2 there are three Tube bundles 74, 76 and 78 can be seen.

Wie oben ausgeführt wurde, ist es wünschenswert, daß das Gas ohne Unterbrechung und rückstromfrei innerhalb der Kammer 66 strömt. Dementsprechend werden einige der Röhrenbündel gleichzeitig mittels Stützelementen80, 82, 84, 86 und 88 in Fig. 2 gestützt. Diese Stützen können sich unterhalb und überhalb der Trennplatte 68 erstrecken. Nur einige der sieben Bündel sind an irgendeiner Stelle gestützt. Hingegen ist jedes Bündel periodisch längs seiner Länge gestützt, um ein unerwünschtes Durchhängen und eine ungleichmäßige Verteilung der Röhren in der Kammer 66 zu vermeiden. Die Stellen, an denen die drei Bündel 74, 76 und 78 in der Kammer 66 gestützt sind, sind durch schwarze Kreise an den Kreuzungspunkten mit den Stützgliedern 80, 82, 84, 86, 88 und 90 angezeigt. Die Stützglieder können aus Metallblech oder einem anderen geeigneten Konstruktionsmaterial hergestellt sein.As stated above, it is desirable that the gas be uninterrupted and free of backflow flows within the chamber 66. Accordingly, some of the tube bundles are simultaneously by means of Support members 80, 82, 84, 86 and 88 in Fig. 2 are supported. These supports can extend below and above the partition plate 68. Only some of the seven bundles are supported at some point. Each bundle, on the other hand, is periodic along it Length to avoid unwanted sagging and uneven distribution of the tubes in the chamber 66 to avoid. The places where the three bundles 74, 76 and 78 are supported in the chamber 66 are indicated by black circles at the points of intersection with the support members 80, 82, 84, 86, 88 and 90 are displayed. The support members can be made of sheet metal or other suitable construction material be made.

Zusätzlich zu der Verwendung von reinen Palladiumdiffusionsrohren können Legierungen von Palladium mit bis zu 5O°/o Silber verwendet werden.In addition to the use of pure palladium diffusion tubes Alloys of palladium with up to 50% silver can be used.

Die Diffusionswirkung in all den selektiven Diffusionsverfahren, die oben erörtert wurden, wird durch Wärmeanwendung vergrößert. Mit Palladium oder Palladiumlegierungsrohren wurden Temperatüren überhalb Raumtemperatur bis zu etwa 600° C angewandt. Der bevorzugte Temperaturbereich ist von 200 bis 45O0C. Die Wärme wird durch die Dicke der Palladiumrohre und den auf sie angewandten Druck begrenzt. Sie muß so bemessen ίο sein, daß keine Gefahr, daß die Rohre brechen, gegeben ist. Bei dünneren Rohrwandungen müssen deshalb die angewandten Temperaturen oder Drücke oder beide geringer sein.The effect of diffusion in all of the selective diffusion processes discussed above is enhanced by the application of heat. Temperatures above room temperature up to about 600 ° C have been used with palladium or palladium alloy pipes. The preferred temperature range is from 200 to 45O 0 C. The heat is limited by the thickness of the palladium tube and the pressure applied to them. It must be so dimensioned that there is no risk of the pipes breaking. With thinner pipe walls, the applied temperatures or pressures or both must therefore be lower.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vorrichtung zum Reinigen von Gasen durch Diffusion, bestehend aus einem eine Einlaß- und eine Auslaßkammer nahe der Einlaßkammer einen Auslaß für das gereinigte Gas und zur Erzeugung einer Gegenströmung nahe der Auslaßkammer einen Einlaß aufweisenden, gegebenenfalls heizbaren Zylinder, wobei die Einlaßkammer mit der Auslaßkammer über viele, die Diffusion ermöglichende Rohre verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylinder eine einen U-förmigen Raum bildende Platte (14) in die Zylinderöffnung ragt, an einem Ende des Zylinders senkrecht zur Platte (14) eine den Querschnitt ausfüllende, die Einlaßkammer1. Device for cleaning gases by diffusion, consisting of an inlet and an outlet chamber near the inlet chamber, an outlet for the purified gas and for generation a countercurrent near the outlet chamber having an inlet, optionally heatable cylinder, the inlet chamber being connected to the outlet chamber via many tubes that allow diffusion, characterized in that in the cylinder a plate (14) forming a U-shaped space projects into the cylinder opening, on one End of the cylinder perpendicular to the plate (14) has a cross-section filling the inlet chamber (36) und Auslaßkammer (40) bildende Platte (16) angeordnet ist und daß die beiden Kammern durch U-förmig gebogene Diffusionsrohre (18,20, 22) miteinander verbunden sind.(36) and outlet chamber (40) forming plate (16) is arranged and that the two chambers through U-shaped bent diffusion tubes (18.20, 22) are connected to each other. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gckennzeichnet, daß in der Platte (16) Rohrstücke (58), die mehrere Diffusionsrohre (72, 74) aufnehmen, vorgesehen sind.2. Device according to claim 1, characterized in that that in the plate (16) pipe pieces (58) which receive a plurality of diffusion pipes (72, 74), are provided. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Stützen (80, 82, 84, 86, 88) für die Diffusionsrohre periodisch angeordnet sind.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that supports (80, 82, 84, 86, 88) for the diffusion tubes are arranged periodically. In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1178 480;
USA.-Patentschrift Nr. 2 911057.
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French Patent No. 1178 480;
U.S. Patent No. 2,911,057.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1178480A (en) * 1957-05-03 1959-05-11 Commissariat Energie Atomique Porous tube diffuser
US2911057A (en) * 1957-07-30 1959-11-03 Engelhard Ind Inc Hydrogen purifier

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US2911057A (en) * 1957-07-30 1959-11-03 Engelhard Ind Inc Hydrogen purifier

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