М.В. КОРОЛЕВ Научные руководители – Н.И.ЛАГУНЦОВ, к.ф.-м.н., доцент – И.М.КУРЧАТОВ, к.ф.-м.н., доцент

М.В. КОРОЛЕВ
Научные руководители – Н.И.ЛАГУНЦОВ, к.ф.-м.н., доцент
– И.М.КУРЧАТОВ, к.ф.-м.н., доцент
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Открытое акционерное общество «Аквасервис», Москва
ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОКОНТУРНОЙ
МЕМБРАННО-СОРБЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ
ОБОГАЩЕНИЯ ВОЗДУХА КИСЛОРОДОМ
В работе экспериментально исследовалась одноконтурная мембранносорбционная гибридная система. Проведены экспериментальные
исследования разделительных характеристик и энергоэффективность такой
системы для обогащения воздуха кислородом.
Обогащенный кислородом воздух необходим для создания
мобильных воздухоразделительных систем, с помощью которых
можно создать искусственную дыхательную атмосферу. За счет
применения одноконтурной гибридной мембранно-сорбционной
схемы можно снизить энергоемкость такой системы.
У искусственной дыхательной атмосферы широкий спектр
применения:
- при тушении пожаров и ликвидации последствий катастроф;
- для системы питания аппаратов искусственного дыхания;
- для создания объектов с искусственной дыхательной
атмосферой, обогащенной кислородом, например машин скорой
помощи, вертолетов МЧС;
- для создания дыхательных атмосфер на транспорте, в
частности в кабине машинистов поездов, водителей специального,
пассажирского и грузового транспорта и т.п.
В работе [1] разработана одноконтурная мембранносорбционная система без сжатия рециркуляционного потока. Также
в этой работе исследованы способы снижения энергоемкости
гибридных систем за счет применения рициркуляционного потока.
Задачей данной работы было проведение экспериментального
исследования одноконтурной мембранно-сорбционной системы без
сжатия рециркуляционного потока при различной степени
заполнения адсорберов. Принципиальная схема гибридной системы
представлена на рисунке 1.
Рисунок 1. Принципиальная схема гибридной системы:
1 – воздушный компрессор; 2 – эжектор; 3,4 – адсорберы;; 5, 6, 7, 8, 9,
10, 11, 12 – регулируемые клапаны;13 – мембранный модуль.
Экспериментально получены области минимальной энергоемкости
одноконтурной гибридной системы. Показано, что эти области
разделяются точкой «гибридного идеального каскада», в котором
концентрация кислорода смешивающихся потоков равна природной
концентрации. Показано, что с использованием одноконтурной гибридной
системы без сжатия рециркуляционного потока можно получить воздух,
обогащенный кислородом до 50 и более об.% при повышенном давлении.
Также это позволяет не использовать дорогостоящий кислородный
компрессор и избавиться от канцерогенных продуктов истирания
сорбентов.
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства
образования и науки Российской Федерации, проект №14.579.21.0046.
Список литературы
Кудинов А.Н., Лагунцов Н.И., Нещименко Ю.П. О возможности повышения
энергоэффективности газоразделительных процессов за счет применения гибридных
мембранно-сорбционных технологий // Альтернативная энергетика и экология. 2013.
№04/2. С. 68.