10-1.12. Термодиффузионное разделение водяного пара

Циркуляция газа в замкнутом капилляре или в сообщающихся капиллярах значительно усиливает молекулярную термодиффузию, аналогично процессу увеличения разделения газовых смесей в термодиффузионных колоннах. Остановимся на этом подробнее.

Термодиффузионная колонна представляет собой две коаксиально расположенные цилиндрические поверхности, одна из которых нагревается, а вторая охлаждается (рис. 10-6).

Расстояние между поверхностями должно быть незначительным. Вследствие действия поля тяжести (колонна расположена вертикально или наклонно) проходит циркуляция газа в щелевых зазорах, как показано на рис. 10-6.

Если смесь двух газов заключена между двумя горизонтальными стенками: верхней — горячей и нижней — холодной, то вследствие термодиффузии молекулы тяжелого газа стремятся вниз, а молекулы легкого газа — вверх (рис. 10-6,6). Следовательно, газ у горячей стенки обогащается легким компонентом, а у холодной — тяжелым компонентом. Достигнутое при этом частичное разделение смеси, мерой которого может служить разность относительных концентраций тяжелого газа у холодной н горячей стенки, невелико.

С целью усиления разделения создаются конвекционные токи, для чего горячие и холодные стенки располагаются в вертикальное положение (рис. 10-6, в и 10-6, г).

Тогда газ будет течь в направлении, указанном стрелками, т. е. подниматься вдоль горячей стенки и стекать вдоль холодной стенки.