СПОСОБ И СИСТЕМА МЕМБРАННОГО ГАЗОРАЗДЕЛЕНИЯ С РЕГУЛИРУЕМЫМ КОЛИЧЕСТВОМ ПЕРМЕАТА, РЕЦИРКУЛИРУЕМЫМ В ПОДАЧУ

1. Способ извлечения быстрого газа из процесса, производящего изменяющийся расход отходящего газа, содержащего быстрый газ и, по меньшей мере, один медленный газ, причем способ включает следующие стадии, на которых
обеспечивают множество источников газовой смеси, содержащей быстрый и медленный газы;
получают поток исходного газа из одного или более указанных источников, указанный поток исходного газа содержит быстрый и медленный газы, причем указанный поток исходного газа имеет переменный расход, основанный на том, сколько из указанного множества источников активно производят газовую смесь;
снимают поток исходного газа;
подают сжатый исходный газ на первичную газоразделительную мембрану;
отводят от первичной газоразделительной мембраны первичный поток пермеата, обогащенный быстрым газом, и первичный остаточный поток, обедненный быстрым газом;
направляют первую часть первичного потока пермеата в компрессор, причем первую часть первичного потока пермеата смешивают и сжимают с потоком исходного газа;
отводят оставшуюся часть первичного потока пермеата для обеспечения газа-продукта;
регулируют степень, в соответствии с которой первичный поток пермеата распределяют между первой частью и оставшейся частью, на основании одного из рабочих параметров данного способа.
2. Способ по п.1, в котором рабочий параметр выбран из группы, состоящей из количества источников из указанного множества источников, из которых поток исходного газа получают; степени чистоты газа-продукта; степени извлечения представляющего интерес газа, достигаемой посредством реализации указанного способа; расхода потока исходного газа и давления указанного объединенного потока исходного газа и первой части первичного потока пермеата.
3. Способ по п.1, в котором множество источников включает множество охлаждающих башен для оптических волокон, быстрый газ представляет собой гелий, медленный газ представляет собой воздух.
4. Способ по п.1, в котором множество источников включает множество гелиевых печей, быстрый газ представляет собой гелий.
5. Способ по п.1, дополнительно включающий следующие стадии, на которых
подают первичный остаточный поток на вторичную газоразделительную мембрану;
отводят от вторичной газоразделительной мембраны вторичный поток пермеата и вторичный остаточный поток и
направляют вторичный поток пермеата в компрессор, причем вторичный поток пермеата сжимают с указанной первой частью и потоком исходного газа.
6. Способ по п.1, в котором указанная стадия получения потока исходного газа включает следующие стадии, на которых
объединяют потоки отходящего газа из одного или более из указанного множества источников;
сжимают объединенные потоки отходящих газов;
подают сжатые объединенные потоки отходящего газа на вторичную газоразделительную мембрану и
отводят от вторичной газоразделительной мембраны вторичный поток пермеата, обогащенный быстрым газом, и вторичный остаточный поток, обедненный быстрым газом, причем вторичный поток пермеата является потоком исходного газа.
7. Способ по п.1, дополнительно включающий следующие стадии, на которых
обеспечивают регулирующий клапан в сообщении по текучей среде с указанным первичным потоком пермеата и
подают на устройство управления сигнал, отражающий указанное число источников из указанного множества источников, из которых получают поток исходного газа, где:
рабочий параметр представляет собой указанное число источников из указанного множества источников, из которых получают поток исходного газа; и
указанное устройство управления осуществляет распределение первичного потока пермеата на первую часть и оставшуюся часть посредством регулирующего клапана на основании указанного сигнала.
8. Способ по п.7, дополнительно включающий следующие стадии, на которых
обеспечивают регулирующий клапан в сообщении по текучей среде с первичным остаточным потоком, причем указанный регулирующий клапан выполнен с возможностью избирательного регулирования давления первичного остаточного потока;
измеряют степень чистоты быстрого газа в газе-продукте и
подают на устройство управления сигнал, отражающий измеренную степень чистоты, при этом устройство управления осуществляет регулирование давления первичного остаточного потока на основании измеренной степени чистоты посредством регулирующего клапана, сообщающегося по текучей среде с первичным остаточным потоком.
9. Способ по п.7, в котором:
а) указанная стадия получения потока исходного газа включает следующие стадии, на которых
объединяют потоки отходящего газа из одного или более из указанного множества источников;
сжимают объединенные потоки отходящего газа;
подают сжатые объединенные потоки отходящего газа на вторичную газоразделительную мембрану и
отводят от вторичной газоразделительной мембраны вторичный поток пермеата, обогащенный быстрым газом, и вторичный остаточный поток, обедненный быстрым газом, причем вторичный поток пермеата является потоком исходного газа.
b) способ дополнительно включает следующие стадии, на которых
обеспечивают регулирующий клапан, сообщающийся по текучей среде с вторичным остаточным потоком, причем указанный регулирующий клапан выполнен с возможностью избирательного регулирования давления вторичного остаточного потока;
определяют степень чистоты быстрого газа в газе-продукте и
подают на устройство управления сигнал, отражающий измеренную степень чистоты, при этом указанное устройство управления осуществляет регулирование давления вторичного остаточного потока на основании измеренной степени чистоты посредством указанного регулирующего клапана, сообщающегося по текучей среде с вторичным остаточным потоком.
10. Способ по п.1, дополнительно включающий следующие стадии, на которых
обеспечивают регулирующий клапан, сообщающийся по текучей среде с первичным потоком пермеата;
определяют степень извлечения быстрого газа, достигаемую при помощи данного способа;
подают на устройство управления сигнал, отражающий определенную степень извлечения, при этом:
рабочий параметр представляет собой степень извлечения представляющего интерес газа, достигаемую посредством осуществления данного способа;
устройство управления осуществляет распределение первичного потока пермеата на первую часть и оставшуюся часть на основании указанного сигнала посредством регулирующего клапана.
11. Способ по п.10, дополнительно включающий следующие стадии, на которых
обеспечивают регулирующий клапан, сообщающийся по текучей среде с первичным остаточным потоком, причем указанный регулирующий клапан выполнен с возможностью избирательного регулирования давления первичного остаточного потока;
измеряют степень чистоты быстрого газа в газе-продукте и
подают на устройство управления сигнал, отражающий измененную степень чистоты, при этом устройство управления осуществляет регулирование давления первичного остаточного потока на основании сигнала степени чистоты газа-продукта посредством регулирующего клапана, сообщающегося по текучей среде с первичным остаточным потоком.
12. Способ по п.10, в котором:
а) указанная стадия получения потока исходного газа включает следующие стадии, на которых
объединяют потоки отходящего газа из одного или более из указанного множества источников;
сжимают объединенные потоки отходящего газа;
подают сжатые объединенные потоки отходящего газа на вторичную газоразделительную мембрану и
отводят от вторичной газоразделительной мембраны вторичный поток пермеата, обогащенный быстрым газом, и вторичный остаточный поток, обедненный быстрым газом, причем вторичный поток пермеата является указанным потоком исходного газа.
b) указанный способ дополнительно включает следующие стадии, на которых
обеспечивают регулирующий клапан, сообщающийся по текучей среде с вторичным остаточным потоком, причем регулирующий клапан пригоден для избирательного регулирования давления вторичного остаточного потока;
измеряют степень чистоты быстрого газа в газе-продукте и
подают на устройство управления сигнал, отражающий измененную степень чистоты, при этом устройство управления осуществляет регулирование давления вторичного остаточного потока на основании сигнала степени чистоты газа-продукта посредством регулирующего клапана, сообщающегося по текучей среде с вторичным остаточным потоком.
13. Способ по п.3, дополнительно включающий следующие стадии, на которых
обеспечивают устройство управления;
осуществляют стадии указанного способа при первом расходе потока исходного газа;
изменяют число охлаждающих башен, из которых поступает поток исходного газа, и тем самым изменяют расход потока исходного газа;
подают на устройство управления сигнал, отражающий новое число охлаждающих башен, из которых поступает поток исходного газа;
регулируют при помощи устройства управления степень, в соответствии с которой первичный поток пермеата распределяется между первой частью и оставшейся частью, на основании поданного сигнала.
14. Способ по п.1, дополнительно включающий следующие стадии, на которых
измеряют давление объединенного потока исходного газа и первой части потока пермеата;
обеспечивают регулирующий клапан, сообщающийся по текучей среде с первичным потоком пермеата; и
подают на устройство управления сигнал, отражающий измеренное давление, при этом:
рабочий параметр представляет собой давление объединенного потока исходного газа и первой части потока пермеата; и
устройство управления осуществляет распределение первичного потока пермеата на первую часть и оставшуюся часть на основании полученного сигнала посредством регулирующего клапана.
2
2
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
15. Способ по п.1, в котором быстрый газ и медленный газ выбраны из группы, состоящей из: Н и Ne, H и СО, Н и СН, Н и N, Н и О, Н и O/N, СО и N, СО и О, СО и N/O, СО и СН, Ne и N, Ne и О, Ne и N/O, Не и N, Не и О, Не и N/O.
16. Способ по п. 1, в котором быстрый газ представляет собой гелий, медленный газ представляет собой воздух.
17. Система для извлечения представляющего интерес газа из процесса, производящего изменяющийся расход отходящего газа, включающая в себя:
множество источников отходящего газа, причем отходящий газ содержит быстрый газ и медленный газ;
канал подачи исходного газа, избирательно сообщающийся по текучей среде с указанным множеством источников;
компрессор, имеющий вход, сообщающийся по текучей среде с каналом исходного газа, и выход;
первичную газоразделительную мембрану, имеющую вход, выход для пермеата и выход для остаточного потока, причем указанный вход первичной газоразделительной мембраны сообщается по текучей среде с выходом компрессора, указанная первичная газоразделительная мембрана предпочтительно проницаема для указанного представляющего интерес газа;
канал первичного пермеата, сообщающийся по текучей среде с выходом для пермеата первичной газоразделительной мембраны;
канал газа-продукта, сообщающийся по текучей среде с каналом первичного пермеата;
рециркуляционный канал, находящийся в сообщении по текучей среде между каналом первичного пермеата и входом компрессора;
рециркуляционный регулирующий клапан, сообщающийся по текучей среде с каналом первичного пермеата, рециркуляционным каналом и каналом газа-продукта, причем рециркулирующий регулирующий клапан выполнен с возможностью регулирования доли газа-пермеата, протекающей из канала первичного пермеата в рециркуляционный канал, а не в канал газа-продукта; и
устройство управления, предназначенное для управления пропорциональным регулированием, осуществляемым рециркуляционным регулирующим клапаном.
18. Система по п.17, дополнительно включающая:
вторичную газоразделительную мембрану, имеющую вход, сообщающийся по текучей среде с выходом для остаточного потока первичной газоразделительной мембраны, выход для вторичного остаточного потока и выход для вторичного пермеата; и
канал вторичного пермеата, сообщающийся по текучей среде с выходом для пермеата вторичной газоразделительной мембраны и рециркуляционным каналом.
19. Система по п.17, дополнительно включающая вторичную газоразделительную мембрану, имеющую вход, избирательно сообщающийся по текучей среде с множеством источников, выход для вторичного остаточного потока и выход для вторичного пермеата, сообщающийся по текучей среде с каналом исходного газа.
20. Система по п.17, дополнительно включающая устройство, определяющее, происходит или нет активное образование отходящего газа в одном или более источнике, при этом устройство управления дополнительно пригодно для приема от устройства сигнала, отражающего число источников, в которых активно образуется отходящий газ, и управления на основании этого сигнала пропорциональным регулированием, осуществляемым рециркуляционным регулирующим клапаном.
21. Система по п.17, в которой устройство управления дополнительно пригодно для:
приема от устройства сигнала, отражающего степень извлечения быстрого газа, достигаемую в ходе функционирования данной системы; и
управления на основании этого сигнала пропорциональным регулированием, осуществляемым рециркуляционным регулирующим клапаном.
22. Система по п.17, дополнительно включающая устройство, выполненное с возможностью измерения концентрации быстрого газа в газе-продукте, находящемся в канале газа-продукта, и подачи на устройство управления сигнала, отражающего измеренную концентрацию, причем устройство управления дополнительно выполнено с возможностью:
приема от устройства сигнала, отражающего измеренную концентрацию; и
управления на основании сигнала, отражающего концентрацию, пропорциональным регулированием, осуществляемым рециркуляционным регулирующим клапаном.
23. Система по п.17, дополнительно включающая:
вторичную газоразделительную мембрану, которая имеет вход, сообщающийся по текучей среде с выходом для остаточного потока первичной газоразделительной мембраны, выход для вторичного остаточного потока и выход для вторичного пермеата; и
канал вторичного пермеата, находящийся в сообщении по потоку между выходом для пермеата вторичной газоразделительной мембраны и рециркуляционным каналом, при этом указанными источниками являются охлаждающие башни для оптических волокон, а быстрый газ представляет собой гелий.