Спосіб мембранного поділу для збагачення повітря киснем

1. Спосіб мембранного поділу для збагачення повітря киснем (7), що включає підведення повітря до пристрою мембранного поділу (2) і збагачення його за умов наявності щонайменше однієї одиниці мембранного поділу (10), до складу якої входить щонайменше одна мембрана, при цьому на мембрані здійснюють поділ повітря шляхом пермеації газів на ретентат (8), що виводять з боку впуску (12), та пермеат (9), що виводять з боку випуску (11), при цьому повітря за допомогою механізму розчинення-дифузії проходить крізь мембрану, перед входом до пристрою мембранного поділу (2) повітря стискають до вхідного тиску, вищого за тиск навколишнього середовища, а на боці випуску (11) рівень тиску знижують у відношенні до вхідного тиску, при цьому пермеат (9) збагачують киснем до концентрації 22-45 об. %, який відрізняється тим, що повітря підводять до пристрою мембранного поділу (2) під абсолютним тиском між 1,35 та 1,5 бар, а пермеат (9) виводять з пристрою мембранного поділу (2) під абсолютним тиском між 0,4 та менше ніж 1,0 бар. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що різниця тиску між повітрям та ретентатом (8) не перевищує 1 бар, ще краще – 0,2-0,5 бар, та /або різницю тиску регулюють у залежності від концентрації збагачуваної складової у пермеаті (9). 2 (19) 1 3 81415 4 та/або зниження тиску ретентату (8) та/або пермеату (9) проходить одностадійно, стискання здійснюють до змінного, попередньо заданого тиску. Цей винахід являє собою спосіб мембранного поділу, який можна використовувати для збагачення принаймні однієї складової газового потоку, насамперед для збагачення повітря киснем та/або для збагачення вуглекислого газу у газовому потоці, для цього газовий потік підводиться до пристрою мембранного поділу, і збагачення відбувається за умов наявності щонайменш однієї одиниці мембранного поділу, до складу якої входить щонайменш одна мембрана, при цьому на мембрані відбувається поділ газового потоку на ретентат, що виводиться з боку впуску, та пермеат, що виводиться з боку випуску. Таким чином, цей винахід пов'язаний з приладом для мембранного поділу, який застосовується для збагачення щонайменш однієї складової газового потоку, насамперед для збагачення повітря киснем, і включає пристрій мембранного поділу, що складається з щонайменш однієї одиниці мембранного поділу, до складу якої входить щонайменш одна мембрана, газовий потік підводиться до пристрою мембранного поділу з метою збагачення його компонентів і на мембрані відбувається поділ газового потоку на ретентат, що виводиться з боку впуску, та пермеат, що виводиться з боку випуску. На цей час кисень та азот видобувають найчастіше способом кріогенного поділу газів, винайденого 100 років тому Лінде та Клодом (рідке повітря), при цьому повітря охолоджують до -180° та дистилюють або ректифікують. Через понаднизькі температури неможливо уникнути великих витрат енергії. Величезні прилади для поділу технічних газів вимагають великих витрат на обслуговування та енергію через складну будову та проектування. їх застосовують для видобування чистих газів у великих об'ємах. Ще один спосіб видобутку кисню та повітря, збагаченого киснем, - це спосіб адсорбційного розкладу повітря на азот та кисень, використовуючи молекулярне сито, цеоліти або активоване вугілля. Після адсорбційної та дифузійної взаємодії відбувається поділ на підставі розміру молекул. Недоліки вищеописаних способів полягають у великому об'ємі енергоспоживання та дорогому технічному обладнанні. Прилади будуються найчастіше промислових розмірів з метою отримання високих показників виробництва насамперед чистих газів. Через використання складного обладнання, інвестиції, витрати на технічне та профілактичне обслуговування відповідно великі. Поділ газів за допомогою мембрани відрізняється від класичних способів поділу низькими технологічними витратами. У випадку з мембранним поділом газів відрізняють "рідкий" та "газоподібний" агрегатний стан, а з точки зору компонентів, що підлягають поділу, відрізняють контрактори газ-мембрана, первапорацію та фільтрацію. Спосіб з використанням контракторів газ-мембрана характеризується тим, що на боці випуску речовина постає у рідкому стані, далі пермеат адсорбується та, за необхідності, проходить хімічна реакція. Первапорація газу - це процес поділу водного розчину або дійсно органічних рідких сумішей, в результаті якого відфільтровані компоненти переходять з рідкого у пароподібний стан. Навпаки ж фільтрація газів відрізняється тим, що речовина знаходиться у газоподібному стані як у початковому потоці (потоці ретентату), так і у пермеатному потоці. Перевагою мембранного поділу газів є видобуток газів потрібної якості без великих витрат енергії. У порівнянні з класичними способами поділу, витрати на підготовку, а також на технічне та профілактичне обслуговування видаються набагато меншими. Крім того, витрати на управління та регулювання процессу мембранного поділу також невеликі. Прилади часто мають модульну будову і тому дозволяють точне формування та спрямування необхідного потоку. Економічність техніки та довготривале служіння окремих частин також є перевагами нового способу. Недоліком відомих способів мембранного поділу є те, що газ потрібно підводити до обладнання мембранного поділу під високим тиском, щоб відбувся перехід складових, що підлягають відділенню або ж збагаченню, до потоку пермеату. Компресія початкового потоку перед потраплянням до пристрою мембранного поділу вимагає великих витрат енергії і тому великих коштів. Завдання даного винаходу полягає у створенні способу мембранного поділу та приладу для поділу вище описаного типу, які б зробили можливим поділ газів та збагачення однієї з складових газового потоку за умов низького споживання енергії та невеликих інвестиційних та виробничих коштів. Вищезазначене завдання вирішується у новому способі мембранного поділу вищеописаного типу за рахунок того, що газовий потік перед входом до обладнання для мембранного поділу стискається до тиску вищого ніж тиск навколишнього середовища, а рівень тиску на боці випуску знижується у порівнянні до вхідного тиску газового потоку. Для вирішення вищеназваної проблеми існує альтернативна форма винайденого способу мембранного поділу, яка передбачає підвід газового потоку до обладнання для мембранного поділу під тиском навколишнього середовища, тиск ретентату на виході з пристрою мембранного поділу знижується у порівнянні до тиску навколишнього середовища, а тиск на боці випуску знижується у порівнянні до вихідного тиску у потоці ретентату. Вищезазначене завдання вирішується у винаході конструктивно шляхом встановлення на боці 5 випуску мембрани щонайменш одного відкачного приладу для зниження тиску, зокрема до рівню нижчого за 1 бар. В основі винаходу лежить головна задумка: знизити рівень тиску на боці випуску мембрани у порівнянні до вхідного тиску газового потоку, що підлягає збагаченню, та до вихідного тиску ретентатного потоку через втрату тиску, що відбувається при переході складової, яку треба виділити, через мембрану. Рушійна сила, необхідна для переходу складової газу, що підлягає збагаченню, крізь мембрану до пермеатного потоку, вираховується через різницю тиску між початковим потоком та пермеатним потоком, між ретентатним потоком та пермеатним потоком. У способах мембранного поділу використовується відома техніка: початковий потік стискається до високого рівню тиску (зазвичай 820 бар), таким чином вдається досягти достатньо великої рушійної сили. Цей винахід уникає використання цієї техніки, перехід збагачуваної складової газу через мембрану до пермеатного потоку досягається не компресією початкового потоку, а за рахунок зниження тиску на боці випуску. Енергетичні витрати на стискання газового потоку та на зниження тиску на перший погляд пропорційні об'єму газового потоку, тому при використанні цього винаходу витрати енергії на збагачення однієї з складових газового потоку можуть бути значно знижені у порівнянні до відомих способів мембранного поділу. А саме: більше немає потреби стискати увесь початковий поток, потрібно тільки знизити рівень тиску пермеатного потоку, який частково значно менший за початковий потік. Новий спосіб мембранного поділу відкриває нові можливості пошуку сфер застосування економічного способу мембранного поділу. Цей винахід передбачає дві можливі модифікації приладу мембранного поділу вищезазначеного типу. Перша модель передбачає стискання газового потоку перед входом до приладу до вхідного тиску вищого за тиск навколишнього середовища. У цьому випадку тиск на боці випуску має бути настільки знижено у відношенні до вхідного тиску газового потоку, щоб забезпечити прохід складової, яку треба виділити, крізь мембрану до пермеатного потоку. Друга модель передбачає зниження тиску на боці впуску, при цьому газовий потік підводиться до приладу під тиском навколишнього середовища. У цьому випадку необхідно тиск на боці випуску знизити настільки у відношенні до вихідного тиску ретентатного потоку, щоб забезпечити прохід складової, яку треба виділити, крізь мембрану до пермеатного потоку. Важливим є забезпечити стискання газового потоку перед входом до приладу, або ж зниження вихідного тиску ретентатного потоку з приладу до такого рівня, щоб компенсувати втрату тиску, яка відбувається при переході газового потоку через бік впуску приладу мембранного поділу. Чим менше стискання газового потоку, або ж менше необхідність зниження вихідного тиску ретентатного потоку нижче за тиск навколишнього 81415 6 середовища, тим менше енергоспоживання способу мембранного поділу. Одночасно знижуються інвестиційні та виробничі витрати способу. Крім того, важливим є таке сильне зниження тиску на боці випуску, яке б спричинило рушійну силу, достатню для сприяння збагаченню складової газу у пермеатному потоці. Звичайно ж винахід не виключає і можливості, додатково до зниження тиску на боці випуску, підвищення тиску початкового газового потоку, що, таким чином, ще більше підвищить рушійну силу. Хоча, між іншим, наш спосіб можна використовувати для збагачення повітря киснем, можливо також збагачення інших складових газового потоку. Наприклад, цей спосіб можна використовувати для збагачення повітря азотом, при цьому кисень з повітря виходить крізь мембрану у пермеатний поток, і, таким чином, відбувається збагачення ретентатного потоку азотом. Крім того, наш спосіб можна використовувати для виділення діоксиду вуглецю, або ж для поділу/збагачення відпрацьованих газів. Нарешті можна припустити, що наш спосіб можливо використовувати не тільки для збагачення складових газу у газовому потоці, але й для збагачення складових будь-якої рідкої речовини. Збагачення газоподібної складової газового потоку базується на механізмі фільтрації газів, при цьому початковий або ж ретентатний потік та пермеатний потік є газоподібними. Процес газової фільтрації відомий та може бути описаний через механізм розчинення - дифузії. У приладі мембранного поділу на поверхні мембрани відбувається поглинання складових газового потоку, які належить фільтрувати, наприклад кисню з повітря. Далі відбувається взаємне поглинання крізь розділюючий шар мембрани і нарешті десорбування на боці випуску мембрани. Основною сферою застосування інноваційного способу є збагачення киснем повітря. Повітря, збагачене киснем, може бути використане у багатьох процесах. Наш спосіб дозволяє виробництво повітря, збагаченого киснем, за допомогою менш енергоємного та більш економічного способу. Зниження тиску на боці випуску сприяє покращенню процесу поділу. Зміст кисню у пермеаті підвищується за рахунок збільшення різниці тиску по обидва боки мембрани. Одночасно збільшується обсяг пермеатного потоку. Ці обидва процеси призводять до покращення дільничої якості. Таким чином, спосіб робить можливим просте регулювання обсягу пермеатного потоку і відрізняється простим та економічним застосуванням. На основі механізму фільтрації газів відбувається розподіл початкового потоку на збагачений киснем пермеатний потік та збіднений киснем ретентатний потік. Завдяки новому способу збагачення стає можливим отримати пермеатний потік з концентрацією кисню - 22-45об.%, але найкращою є концентрація кисню у пермеатному потоці близько 30об.%. Хоча для збагачення 7 повітря киснем передбачений прохід кисню крізь мембрану у пермеатний потік, можливим є і такий варіант, коли збагачувана складова газового потоку залишається у ретентатному потоці. У цьому випадку більша частина складових проходить крізь мембрану у пермеатний потік, а збагачувана складова не фільтрується і збагачується у ретентатному потоці. Завдяки новому способу стає можливим легке регулювання обсягу пермеатного потоку та/або концентрації збагачуваної складової у пермеатному потоці шляхом зниження тиску на боці випуску. Таким чином, з'являється можливість досягти необхідного обсягу пермеатного потоку та/або концентрації збагачуваної складової у пермеатному потоці відповідно до вимог виробника з невеликими енергетичними витратами. Найвигідніша модифікація новітнього способу передбачає одностадійний варіант процесу. "Одностадійне" відноситься у цьому випадку до підвищення тиску початкового потоку або зниження тиску ретентату та/або зниження тиску пермеату, передбачене винайденим способом. Одностадійний спосіб відрізняється простою побудовою та робить можливим наглядне здійснення процесу. Одностадійне виконання способу є найбільш продуктивним у технічних умовах, коли достатнім є отримання частково збагаченого пермеатного потоку. Це відноситься між іншим до збагачення повітря киснем. Одностадійний варіант способу дозволяє уникнути зайвих інвестиційних та виробничих витрат і, таким чином, є особливо економічним. Передбачена найкраща різниця тиску між газовим та ретентатним потоком, що дозволить утримати витрати енергії на стискання газового потоку перед входом до приладу мембранного поділу на низькому рівні, не повинна перевищувати 1 бар, найкраще - 0,2-0,5 бар. При цьому дуже важливо, щоб різниця тиску між газовим та ретентатним потоком була достатньою, щоб компенсувати втрату тиску, що виникає на боці впуску під час проходу газового потоку крізь пристрій мембранного поділу. Якщо різниця тиску між газовим та ретентатним потоком виявиться недостатньою, концентрація збагаченої складової пермеатного потоку буде меншою. Інша модифікація, передбачена винайденим способом, ставить регулювання різниці тиску у залежність від концентрації збагачуваної складової у пермеатному потоці. Загальною метою є якомога менший рівень тиску початкового потоку та ретентату, відповідний до необхідної концентрації збагаченого пермеату, що дозволить мінімізувати енергетичні витрати. У ході розробки способу було визначено, що відвід пермеатного потоку має здійснюватися під абсолютним тиском 0,2-2,0 бар, або ж краще 0,41,4 бар та ще краще під абсолютним тиском 0,5-1 бар і найкраще під абcолютним тиском нижче ніж 1 бар, тобто нижче атмосферного, таким чином, можна забезпечити прохід збагачуваної складової крізь мембрану у пермеатний потік і одночасно витрату меншої кількості енергії на збагачування. 81415 8 Наступний кращий рівень тиску пермеатного потоку складає 0,5-0,65 бар. У цьому випадку, газовий потік треба підводити під абсолютним тиском від 1 до 6 бар, краще не більше ніж 3 бар, найкраще 1,35-1,5 бар, при цьому різниця тиску між початковим та пермеатним потоком повинна складати 0,2-0,5 бар. Ретентатний потік може відводитися під абсолютним тиском між 1 та 5,5 бар, краще - 2,5 бар та найкраще - 1 бар, тобто під тиском навколишнього середовища. При цьому треба розуміти, що усі вищеназвані цифри було вирахувано у відповідності до винайденого способу, у ході експлуатації способу буде виявлено, які з них мають найбільше переваг для даного конкретного випадку. Відкриття передбачає вживання в якості одиниць мембранного поділу, наприклад, пластинчастих, кишенькових та порожнистоволокнистих модулів. Звичайно можливим є також комбінування багатьох різних одиниць поділу для досягнення оптимальних результатів. Речовинні характеристики мембран, наприклад, товщина розділюючого шару, проникність, вибірність та термостійкість, впливають на потужність пристрою мембранного поділу. В основному для втілення нашого способу можна виробляти та застосовувати всі типи мембран у залежності від конкретної ситуації. Довговічність пристрою мембранного поділу необмежена, тому що рухомі деталі не спричиняють механічної нагрузки. За цієї причини спосіб не потребує складного технічного обслуговування. У разі влучного вибору потрібних типів мембран у залежності від конкретних умов втілення способу вплив старіння мембран має лише вторинне значення. Для отримання потоків різного об'єму передбачено розділення газового потоку на дві частини для подальшого поділу у декількох паралельно розташованих одиницях та/або пристроях мембранного поділу. Звичайно ж можливим є використання пристрою мембранного поділу з декількома паралельно вбудованими модулями. Можливим є також послідовне підключення декількох пристроїв мембранного поділу. Спосіб передбачає видалення з газового потоку перед входом до пристрою мембранного поділу або ж перед стисканням зайвих компонентів, насамперед часток та/або масел та/або жирів, що можуть зашкодити пристрою мембранного поділу, мембрані та/або завадити процесу стискання чи відкачування. Це необхідно, бо попадання таких компонентів до приладу може негативно вплинути на процес поділу або ж збагачення складових газового потоку. Насамперед треба уникати пошкодження мембрани, вбудованої у пристрій мембранного поділу. Між тим треба намагатися обмежити обсяг енерговитрат на очищення газу, щоб все ж таки мінімізувати витрати коштів. Перед входом до пристрою мембранного поділу, а найкраще після конденсації, газовий потік може бути підігріто або охолоджено. При цьому треба слідкувати, щоб рівень температури не 9 перейшов межі, максимально дозволеної для конкретного типу мембрани. Нагрівання газового потоку може завадити конденсуванню складових газу, які піддаються конденсуванню, насамперед водяної пари. Отож газовий потік температурою 35°-50°С, краще - 45°С, треба нагрівати до 50°75°С, а краще - до 60°-65°С. Охолодження газового потоку потрібно проводити до температури 0°-30°С, а насамперед 0°-20°С. Підігрів або ж охолодження відбувається у залежності від типу мембрани, а також від термостійкості специфічних параметрів, які забезпечують процес поділу крізь мембрану. У випадку збагачення повітря киснем повітря може підводитися до пристрою мембранного поділу безпосередньо з навколишнього середовища, а спосіб можна здійснювати при температурі навколишнього середовища. Переважною сферою застосування способу вироблення повітря, збагаченого киснем, описаного на початку, є використання збагаченого пермеатного потоку для спалення у газових двигунах сміттєвого газу. Після прийняття технічної інструкції про утилізацію побутових відходів суттєво змінилася кількість та якість газів на смітниках. Звільнення метану зі сміттєвого газу навмисно зменшується через додаткові пересторожні міри під час використання техніки для сміттєвивозу, газового дренажу та сміттєпроводів. Якість газу змінилася і на цей час сміттєвий газ може перероблятися у газових моторах на блочній ТЕС тільки за умов не менш ніж 40-відсоткової концентрації метану. Альтернативний спосіб передбачає спалювання метану у факелах, в іншому випадку звільнення газів збільшується і шкодить навколишньому середовищу. Метан у 23 рази більше сприяє парниковому ефекту ніж вуглекислий газ і втрачається як джерело енергії. Закон про відновні джерела енергії гарантує стабільні ціни на електричний струм, видобутий зі сміттєвих газів. Хоча на смітниках і є обладнання, але його часто не вдається застосовувати через зміну якості газів. Використовуючи одностадійний спосіб збагачення повітря киснем, можливо побудувати такий модуль, у якому можна буде виготовляти дуттьове повітря з підвищеним вмістом кисню. На підставі економічно вигідних умов використання способу це повітря з підвищеним вмістом кисню можна застосовувати у технічних цілях на блочних ТЕС, навіть за умов нижчої якості газу (< 40% метану). Відбувається зміщення долей інертних газів, і ми отримуємо суміш пального та повітря, яку можливо запалити, і яка забезпечить надійну роботу двигунів. Наступні переваги полягають у зниженні об'єму викидів, підвищенні ККД та покращенні якості пального. Таким чином, разом з економічними перевагами з'являється й можливість зробити значний вклад до справи охорони навколишнього середовища. Вищезазначені переваги з'являються також при застосуванні інноваційного способу для спалювання у газових двигунах деревинного газу або інших видів газу, як, наприклад, газів, що 81415 10 виділяються під час очищення стічних вод, або біогазів, але ми не будемо у подробицях висвітлювати ці випадки. Крім того, можливим є використання повітря, збагаченого киснем, у мікротурбінах та паливних елементах. Таким чином, завдяки втіленню способу з використанням повітря, збагаченого киснем, можна досягти підвищення ККД. Крім того, інша можлива модифікація дозволяє використання способу для виготовлення повітря, збагаченого киснем, у спортивному закладі, наприклад у центрі здоров'я та ін. У подібних закладах існує правило збагачувати або ж збідняти повітря киснем для покращення самопочуття та працездатності спортсменів, враховуючи підвищене споживання кисню під час спортивних тренувань. Зазвичай у таких випадках кисень для збагачення повітря закуповується у балонах зі стисненим газом, тому цей спосіб дуже багато коштує. Наш спосіб має переваги у цьому конкретному випадку завдяки малому енергоспоживанню та значно меншим витратам на збагачення або збіднення повітря у спортивному спорудженні. Більш того, можливим є втілення нашого способу у сполученні з кондиціонуванням повітря у приміщенні. Крім того, наш спосіб можна застосовувати для збагачення киснем стічних вод в аеротанках очисного спорудження та ін. При цьому насамперед можна вирівняти невеликі або перемінні концентрації кисню. Нарешті застосування газів, збагачених киснем на основі винайденого способу, у хімічних реакціях, наприклад у доменній печі, також дозволить заощадити кошти. Нижче без обмеження основної думки винаходу цей спосіб пояснено на прикладі однієї з модифікацій з використанням креслення, де зображено: на Фіг.1 - технологічна схема способу збагачення повітря киснем шляхом використання одиниці мембранного поділу; на Фіг.2 - крива концентрації кисню у пермеатному потоці у залежності від обсягу енергоспоживання та від необхідного об'єму пермеатного потоку. На Фіг.3 схематично зображено одностадійний спосіб збагачення повітря киснем з використанням приладу для мембранного поділу 1. Згідно з першою схемою прилад для мембранного поділу 1 складається з пристрою мембранного поділу 2, відкачного пристрою 3, у даному випадку це компресор, що спрацьовує після пристрою мембранного поділу 2, ще один компресор 4, а також як опція теплообмінник 5 та фільтр 6, які вмикаються перед пристроєм мембранного поділу 2. Збагачуване повітря 7 відкачується з навколишнього середовища та підводиться до фільтру 6 для відокремлення часток пилу та бруду. Далі повітря 7 стискається у компресорі 4 до абсолютного тиску 1-3 бар, найкраще - близько 1,5 бар. Згідно до методики опцією є підігрів або охолодження повітря 7 у теплообміннику 5 після стискання. Таким чином можна бути певним, що 11 витримується допустима робоча температура пристрою мембранного поділу 2, а насамперед мембран, що входять до складу одиниці мембранного поділу 10. Крім того, завдяки підігріву повітря 7 можна запобігти конденсуванню водяної пари, що підводиться до приладу у складі повітря 7. Після проходу крізь теплообмінник 5 повітряний потік 7 потрапляє до пристрою мембранного поділу 2, де він поділяється на збіднений киснем ретентат 8 та збагачений киснем пермеат 9. Спосіб передбачає зниження тиску на боці випуску 11 пристрою мембранного поділу 2 через відкачний пристрій 3. Бажаний рівень тиску на боці випуску 11 пристрою мембранного поділу 2 складає 0,4-1,4 бар, найкраще - менш ніж 1 бар, в той час як на боці впуску 12 пристрою мембранного поділу 2 рівень тиску складає 1-2,5 бар, насамперед 1 бар. Пристрій мембранного поділу 2 може складатися з одиниць мембранного поділу 10 різної будови. В якості одиниць мембранного поділу 10 можуть використовуватися, наприклад пластинчасті, кишенькові та порожнистоволокнисті модулі. Інші конструктивні варіанти одиниць мембранного поділу також можуть використовуватися. Одиниці мембранного поділу можуть працювати паралельно для отримання потоків різного об'єму. Основною умовою при цьому є наявність у складі одиниці мембранного поділу 10 щонайменш однієї мембрани, яка здатна забезпечити перехід вибраної складової газового потоку до пермеату 9. Важлива перевага способу полягає в одностадійності, яка полегшує весь процес. Підведений потік повітря 7 поділяється у пристрої мембранного поділу 2 за принципом фільтрації газів. Рушійною силою цього поділу є різниця тиску між повітрям 7 та пермеатом 9. Процес збагачення однієї з складових газового потоку можна регулювати у залежності від конкретних умов шляхом варіювання об'ємів потоків повітря 7, ретентату 8 та пермеату 9, а також рівню тиску у відповідних потоках. При цьому тиск на боці випуску 11 пристрою мембранного поділу 2, насамперед на абсолютному рівні 0,4-1,4 бар, а особливо на рівні, нижчому ніж тиск навколишнього середовища, покращує ефективність процесу поділу. Таким чином можна варіювати об'єм пермеатного потоку 9 та вміст кисню у ньому. У цьому зв'язку спосіб передбачає, що різниця тиску між повітрям 7, що потрапляє до пристрою мембранного поділу 2, та збідненим киснем ретентатом 8 не повинна перевищувати 0,5 бар. Вищеназвана різниця тиску може регулюватися у залежності від потягу до мінімального енергоспоживання та від бажаної концентрації кисню у пермеаті 9. На схемі не показано, що компресор 4 може бути встановлено і на боці впуску 12 мембрани таким чином, що ретентат 8 буде відкачуватися. У цьому випадку зникає необхідність стискання повітря 7 перед входом до пристрою мембранного 81415 12 поділу 2. Тут треба пам'ятати, що рушійна сила поділу або ж збагачення киснем пермеату 9 буде залежити від різниці тиску між ретентатом 8 та пермеатом 9. Для безпроблемного транспортування приладу мембранного поділу 1 передбачено переносні футляри для пристрою мембранного поділу 2, відкачного пристрою 3, компресора 4, а також інших складових, що входять до приладу мембранного поділу 1, які поміщаються до своєрідного контейнеру і можуть легко переміщуватися. Це є можливим насамперед тому, що прилад мембранного поділу 1 має компактну будову, яка дозволяє складовим та засобам контролю мати невеликі розміри та вагу. Наведемо приклад збагачення киснем повітря 7, у якому до пристрою мембранного поділу 2 підводиться повітряний потік 7 на швидкості 7,6м3/год. під абсолютним тиском 1,3 бар. У пристрої мембранного поділу 2 відбуваєтьсяподіл повітря 7 на поток, збагачений киснем, пермеат 9, та на поток, збіднений киснем, ретентат 8. На боці випуску 11 за допомогою відкачного пристрою 3 досягається рівень тиску, нижчий за атмосферний, а саме - 200мбар. Отримуємо потік зі швидкістю 3,1м3/год. під абсолютним тиском 0,8 бар, з вмістом кисню - 25,46%. На боці впуску 12 досягається абсолютний тиск 1,15 бар. Ретентатний потік 8 з вмістом кисню - 18,75% має швидкість 4,5м3/год. На Фіг.2 схематично зображено зміну концентрації кисню U02 [%] У вигляді кривої b, що залежить від зниження тиску на боці випуску пристрою мембранного поділу. Спосіб дозволяє встановити, що оптимальні умови для отримання збагаченого киснем потоку на боці випуску залежать від рівню тиску початкового потоку та ретентату. Мова йде про збільшення концентрації кисню у пермеаті. Якщо різниця тиску між початковим потоком та ретентатом замала, досягнута концентрація кисню знижується. Крім того, вдалося встановити, що зниження тиску на боці випуску у відношенні до вхідного тиску газового потоку до пристрою мембранного поділу призводить до покращення та збільшення концентрації збагаченої складової у пермеатному потоці. Пермеатний потік Vp [м3/год.] представляє собою нисхідну криву зі зниженням тиску на боці випуску (крива а). Рівень енергоспоживання Реl [кВт], необхідний для зниження тиску на пермеатному боці, який на малюнку 2 представлено кривою с, навпаки прогресивно росте при зниженні тиску на пермеатному боці. Крім того, звернемо увагу на те, що рециркуляція пермеату 9 та/або ретентату 8 хоча й не передбачена, але можлива. Так само не передбачено, але можливе повторне з'єднання пермеату 9 та ретентату 8. Це стосується насамперед випадків застосування винайденого способу для збагачення киснем. 13 81415 14