CN114046630A - 混合气体分离装置和分离混合气体的方法 - Google Patents
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Abstract
本公开的实施例提供一种混合气体分离装置及分离混合气体的方法。该混合气体分离装置包括：缓冲罐，包括第一缓冲罐入口、第二缓冲罐入口、第三缓冲罐入口和缓冲罐出口；压缩机，包括压缩机入口和压缩机出口，压缩机被配置为对混合气体进行压缩；减压阀，包括第一减压阀接口和第二减压阀接口；制冷器，包括制冷器入口、第一制冷器出口和第二制冷器出口，制冷器被配置为对混合气体进行降温。压缩机入口连接到缓冲罐出口，制冷器入口连接到压缩机出口，减压阀分别连接到缓冲罐入口和压缩机出口之间。通过将减压阀设置在压缩机出口和缓冲罐入口之间，可以保证压缩机后端的各部件及管路中的气体压力均不超过阈值压力。
Description
技术领域
本公开的实施例涉及一种混合气体分离装置和分离混合气体的方法。
背景技术
烃类可燃气体与空气混合形成混合气体的体积分数达到爆炸极限状态时，遇到静电或明火就会发生爆炸。这些混合气体如果不经合理处置，会在泄漏位置附近流动和扩散，对周围环境造成极大的安全隐患。目前对这些烃类可燃气体与空气的混合气体的常规处理方法是利用风机和管道进行抽吸，然后进行分离收集处理。目前一般采用冷凝液化或膜分离的技术对烃类可燃气体进行分离。
发明内容
本公开的实施例提供一种混合气体分离装置及分离混合气体的方法。该混合气体分离装置包括：缓冲罐，包括第一缓冲罐入口、第二缓冲罐入口、第三缓冲罐入口和缓冲罐出口；压缩机，包括压缩机入口和压缩机出口，压缩机被配置为对混合气体进行压缩；减压阀，包括第一减压阀接口和第二减压阀接口；制冷器，包括制冷器入口、第一制冷器出口和第二制冷器出口，制冷器被配置为对混合气体进行降温。压缩机入口连接到缓冲罐出口，制冷器入口连接到压缩机出口，第一减压阀接口连接到第二缓冲罐入口，第二减压阀接口连接到压缩机出口和制冷器入口之间。
在本公开的实施例提供的混合气体分离装置中，通过将减压阀设置在压缩机出口和缓冲罐入口之间，可以保证压缩机后端的各部件及管路中的气体压力均不超过阈值压力，从而防止装置损坏，并提高装置的工作安全性。
本公开一实施例提供一种混合气体分离装置，包括：缓冲罐，包括第一缓冲罐入口、第二缓冲罐入口、第三缓冲罐入口和缓冲罐出口；压缩机，包括压缩机入口和压缩机出口，所述压缩机被配置为对混合气体进行压缩；减压阀，包括第一减压阀接口和第二减压阀接口；制冷器，包括制冷器入口、第一制冷器出口和第二制冷器出口，所述制冷器被配置为对混合气体进行降温。所述压缩机入口连接到所述缓冲罐出口，所述制冷器入口连接到所述压缩机出口，所述第一减压阀接口连接到所述第二缓冲罐入口，所述第二减压阀接口连接到所述压缩机出口和所述制冷器入口之间。
在一些示例中，所述减压阀包括阈值压力，所述减压阀被配置为：在所述压缩机出口的压力大于所述阈值压力的状态，所述减压阀打开，使所述压缩机出口和所述第二缓冲罐入口连通；在所述压缩机出口的压力小于等于所述阈值压力的状态，所述减压阀关闭，使所述压缩机出口和所述第二缓冲罐入口断开。
在一些示例中，所述混合气体分离装置还包括膜分离器，所述膜分离器包括膜分离器入口、第一膜分离器出口和第二膜分离器出口，所述膜分离器被配置为过滤混合气体中的至少一种气体组分，所述膜分离器入口连接到所述第一制冷器出口，所述第一膜分离器出口连接到所述第三缓冲罐入口，所述第二膜分离器出口分为第一路和第二路，所述第一路连接到所述第三缓冲罐入口，所述第二路被配置为连接到外部装置。
在一些示例中，所述膜分离器包括过滤膜，所述过滤膜被配置为过滤和富集混合气体中的至少一种气体组分，所述第一膜分离器出口和所述第二膜分离器出口分别位于所述过滤膜的两侧，所述第一膜分离器出口所在的一侧的所述至少一种气体组分的浓度不同于所述第二膜分离器出口所在的一侧的所述至少一种气体组分的浓度。
在一些示例中，所述第一膜分离器出口所在的一侧的所述至少一种气体组分的浓度大于所述第二膜分离器出口所在的一侧的所述至少一种气体组分的浓度。
在一些示例中，混合气体从所述第一减压阀接口向所述第二减压阀接口单向流动。
在一些示例中，所述混合气体分离装置还包括单向阀，设置在所述减压阀的所述第一减压阀接口或所述第二减压阀接口所在的一侧，所述单向阀被配置为使混合气体从所述第一减压阀接口向所述第二减压阀接口单向流动。
在一些示例中，所述混合气体分离装置还包括压力表，所述压力表连接到所述压缩机出口，被配置为检测所述压缩机出口的压力。
在一些示例中，所述混合气体分离装置还包括储存装置，所述储存装置连接到所述第二制冷器出口，被配置为储存从所述第二制冷器出口流出的流体。
在一些示例中，所述混合气体分离装置还包括浓度分析仪，所述浓度分析仪连接到所述第二膜分离器出口且在所述第二膜分离器出口分支为所述第一路和所述第二路之前，被配置为检测所述第二膜分离器出口的气体中的至少一种气体组分的浓度。
本公开一实施例提供一种采用上述任一示例所述的混合气体分离装置分离混合气体的方法，所述减压阀包括阈值压力，所述分离混合气体的方法包括：检测所述压缩机出口的压力，在所述压缩机出口的压力大于所述阈值压力的状态，打开所述减压阀，使所述压缩机出口和所述第二缓冲罐入口连通，从而降低所述制冷器入口的压力；在所述压缩机出口的压力小于等于所述阈值压力的状态，关闭所述减压阀。
在一些示例中，所述混合气体分离装置还包括膜分离器，所述膜分离器包括膜分离器入口、第一膜分离器出口和第二膜分离器出口，所述膜分离器被配置为过滤混合气体中的至少一种气体组分，所述膜分离器入口连接到所述第一制冷器出口，所述第一膜分离器出口连接到所述第三缓冲罐入口，所述分离混合气体的方法还包括：通过所述制冷器将混合气体中的第一部分气体冷凝为液体，冷凝形成的所述液体从所述第二制冷器出口流出；混合气体中的第二部分气体进入所述膜分离器，经过所述膜分离器后所述第二部分气体中的一部分气体通过所述第一膜分离器出口进入所述缓冲罐，所述第二部分气体中的另一部分气体进入所述第二膜分离器出口。
在一些示例中，所述第二膜分离器出口分为第一路和第二路，所述第一路连接到所述第三缓冲罐入口，所述第二路被配置为连接到外部装置，所述分离混合气体的方法还包括：检测所述第二膜分离器出口的气体中的至少一种气体组分的浓度，在所述至少一种气体组分的浓度小于阈值浓度的状态，关闭所述第二膜分离器出口的第一路，打开所述第二膜分离器出口的第二路，使所述第二膜分离器出口连接到外部装置；在所述至少一种气体组分的浓度大于等于所述阈值浓度的状态，关闭所述第二膜分离器出口的第二路，打开所述第二膜分离器出口的第一路，使所述第二膜分离器出口连接到所述第三缓冲罐入口。
在一些示例中，所述分离混合气体的方法还包括：在所述压缩机出口的压力大于所述阈值压力的状态，发出报警信息，通知操作人员停机检修。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
图1为一种气体处理装置的结构示意图；
图2为根据本公开一实施例的混合气体分离装置的结构示意图；
图3为根据本公开一实施例的混合气体分离装置的又一结构示意图；以及
图4根据本公开一实施例的分离混合气体的方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
在可燃气体分离领域，目前常用的分离烃类可燃气体的技术包括常压冷凝技术、低压膜分离技术、以及压缩+低温液化+膜分离技术等。
采用常压冷凝技术时，因某些可燃气体沸点较高，这些气体经过制冷系统后，其中的大部分气体被液化后到达储存装置，实现可燃气体与空气的分离，少部分可燃气体未被液化而残留，未被液化的气体排放到空气中或进行其他处理。然而，常压冷凝技术适用的气体范围有限，例如对于沸点较低的气体，将其液化的成本很高，不适用常压冷凝技术。
采用低压膜分离技术时，膜分离可以对可燃气体浓度进行富集、分离，但是受到膜分离材料的制约，其进行气体分离的流量小、速度慢、效率低，无法满足快速、大流量的气体分离要求。
图1为一种气体处理装置的结构示意图，气体处理装置采用压缩+低温液化+膜分离技术，可以用于分离烃类可燃气体。如图1所示，分离烃类可燃气体的过程为：烃类可燃气体与空气的混合气体进入压缩机1，经过压缩机压缩后，进入冷凝器2进行冷凝，从而使部分烃类可燃气体液化并从冷凝器2的一个出口排出到储液罐4，未被液化的混合气体仍然含有一定量的烃类可燃气体，从冷凝器2另一出口排出并进入膜分离器3，膜分离器3可以进一步分离提纯未液化的混合气体中的烃类可燃气体。对气体进行压缩后可以提高其沸点，从而可以进行后续的冷凝液化分离工艺，因此，沸点较低的气体也可采用该方法进行分离。
在图1所示的气体处理装置中，通过先压缩再冷凝的方法可以扩大分离气体的种类，而且通过先冷凝一部分烃类可燃气体后，再进行膜分离，既提高了分离速度，又提高了分离纯度。然而，该气体处理装置存在安全性低的缺点。例如当从压缩机1排出到冷凝器2的气体压力过高时，可能会损坏冷凝器、膜分离器及至整个气体处理装置，工作时气体处理装置容易损坏以及存在引发泄漏或爆炸的风险。
本公开的实施例提供一种混合气体分离装置及分离混合气体的方法。该混合气体分离装置包括：缓冲罐，包括第一缓冲罐入口、第二缓冲罐入口、第三缓冲罐入口和缓冲罐出口；压缩机，包括压缩机入口和压缩机出口，压缩机被配置为对混合气体进行压缩；减压阀，包括第一减压阀接口和第二减压阀接口；制冷器，包括制冷器入口、第一制冷器出口和第二制冷器出口，制冷器被配置为对混合气体进行降温。压缩机入口连接到缓冲罐出口，制冷器入口连接到压缩机出口，第一减压阀接口连接到第二缓冲罐入口，第二减压阀接口连接到压缩机出口和制冷器入口之间。
在本公开的实施例提供的混合气体分离装置中，通过将减压阀设置在压缩机出口和缓冲罐入口之间，可以保证从压缩机排出的气体的压力不超过安全压力，从而防止装置损坏，并提高装置的工作安全性。
下面结合附图对本公开的实施例提供的混合气体分离装置及分离混合气体的方法进行详细描述。
本公开一实施例提供一种混合气体分离装置，图2为该混合气体分离装置的结构示意图。
如图2所示，混合气体分离装置包括：缓冲罐10、压缩机20、减压阀30和制冷器40，缓冲罐10、压缩机20、减压阀30和制冷器40通过管路连接。缓冲罐10包括第一缓冲罐入口101、第二缓冲罐入口102、第三缓冲罐入口103和缓冲罐出口104；压缩机20包括压缩机入口201和压缩机出口202，压缩机20被配置为对混合气体进行压缩；减压阀30包括第一减压阀接口301和第二减压阀接口302；制冷器40包括制冷器入口401、第一制冷器出口401和第二制冷器出口402，制冷器40被配置为对混合气体进行降温。
缓冲罐10被配置为缓冲压力波动，保持气量平稳，减少对压缩机的气流冲击，使压缩机20吸入气体更加平稳。缓冲罐10的第一缓冲罐入口101被配置为接入混合气体。如图2所示，压缩机入口201连接到缓冲罐出口104，制冷器入口401连接到压缩机出口202，第一减压阀接口301连接到第二缓冲罐入口102，第二减压阀接口302连接到压缩机出口202和制冷器入口401之间。需要说明的是，这里第二减压阀接口302连接到压缩机出口202和制冷器入口401之间是指第二减压阀接口302与压缩机出口202和制冷器入口401之间连接的管路相连通。
例如，减压阀30可以设置有阈值压力，减压阀30被配置为：在压缩机出口202的压力大于阈值压力的状态，减压阀30打开，使压缩机出口202和第二缓冲罐入口102连通，将压缩机出口202的气体释放到缓冲罐10中；在压缩机出口202的压力小于等于阈值压力的状态，减压阀30关闭，使压缩机出口202和第二缓冲罐入口102断开。如此，减压阀可以保证从压缩机进入制冷器的气体压力不超过该阈值压力。减压阀可以起到超压保护作用，当压缩机和制冷器之间的管路，或者制冷器和膜分离器之间的管路发生阻塞等异常情况时，管路压力将会异常升高，该减压阀可以自动减压，将气体重新导入缓冲罐，保护压缩机、保护管路、保护现场安全的作用。阈值压力的具体值可以根据实际情况设置。
在本公开的实施例提供的混合气体分离装置中，通过设置减压阀，并且使减压阀的第一减压阀接口连接到缓冲罐的第二缓冲罐入口，减压阀的第二减压阀接口连接到压缩机出口和制冷器入口之间，可以保证压缩机后端的各部件及管路中的气体压力均不超过阈值压力，从而防止装置损坏，并提高装置的工作安全性。
本公开实施例中将减压阀连接到压缩机出口和制冷器入口之间，相比于将减压阀设置在制冷器出口和缓冲罐之间的情况，减压阀可以保证制冷器后端的各部件及管路中的气体压力均不超过阈值压力，从而防止装置损坏，并提高装置的工作安全性，并简化了整体设备。
例如，压缩机20可以为活塞式压缩机、旋转叶片式压缩机和螺杆式压缩机等，其可以采用电机驱动或液压驱动的方式。制冷器40可以将混合气体中的至少部分气体冷却至沸点从而使其转化为液体，其可以采用电机驱动或液压驱动的方式。
例如，混合气体可以为烃类可燃气体与空气的混合气体，通过制冷器将至少部分烃类可燃气体冷凝为液体，从而实现空气与烃类可燃气体分离。例如，烃类可燃气体可以包括丙烷、丙烯、丁烷、丁烯、新戊烷等。沸点是指纯净物在1个标准大气压下沸腾的温度。例如，在1个标准大气压下，丁烷的沸点为-0.5℃，丁烯的沸点为-6.9℃，丙烷的沸点为-42.1℃，丙烯的沸点为-47.7℃，新戊烷的沸点为9.5℃。沸点与压力有关，压力越大，沸点越高。因此，通过压缩机对混合气体进行压缩，可以提高烃类可燃气体的沸点，从而有利于采用制冷器将混合气体的温度降低到沸点及以下，以将混合气体中的至少部分烃类可燃气体进行液化收集。
例如，混合气体从第一减压阀接口向第二减压阀接口单向流动。
在一些示例中，如图2所示，混合气体分离装置还包括单向阀90，设置在减压阀30的第一减压阀接口301或第二减压阀接口302所在的一侧，单向阀90被配置为使混合气体从第一减压阀接口向第二减压阀接口单向流动。
在一些示例中，如图2所示，混合气体分离装置还包括膜分离器50。膜分离器50包括膜分离器入口501、第一膜分离器出口502和第二膜分离器出口502，膜分离器50被配置为过滤混合气体中的至少一种气体组分。膜分离器也可以采用电机驱动或液压驱动。
在一些示例中，如图2所示，膜分离器入口501连接到第一制冷器出口402，第一膜分离器出口502连接到第三缓冲罐入口103，第二膜分离器出口503分为第一路503A和第二路503B，第一路503A连接到第三缓冲罐入口103，第二路503B被配置为连接到外部装置。例如，第一路503A和第二路503B可切换导通。
例如，外部装置例如可以为活性炭吸附装置，可以进一步吸附气体中的可燃气体；也可以为排放口，将气体排放到空气中。本公开的实施例不限定第二路503B连接的外部装置的类型。
在一些示例中，如图2所示，膜分离器50包括过滤膜504，过滤膜504被配置为过滤和富集混合气体中的至少一种气体组分。第一膜分离器出口502和第二膜分离器出口503分别位于过滤膜504的两侧，第一膜分离器出口502所在的一侧的至少一种气体组分的浓度不同于第二膜分离器出口503所在的一侧的至少一种气体组分的浓度。
例如，第一膜分离器出口502所在的一侧的至少一种气体组分的浓度大于第二膜分离器出口503所在的一侧的至少一种气体组分的浓度。
例如，过滤膜504可以由有机高分子材料制作形成，也可以由无机材料和有机高分子材料复合制作而成。过滤膜对混合气体中的不同组分有选择性过滤作用。
例如，过滤膜对烃类可燃气体的透过性要明显大于对空气的透过性，如此，如图2所示，混合气体经过过滤膜504后，大部分烃类可燃气体穿过过滤膜504并汇集到第一膜分离器出口502所在的一侧，而空气中的氮气、氧气等成分被过滤膜504阻拦并汇集到第二膜分离器出口503所在的一侧，如此，第一膜分离器出口502所在的一侧的烃类可燃气体的浓度大于第二膜分离器出口503所在的一侧的烃类可燃气体的浓度。
又例如，过滤膜504对烃类可燃气体的透过性要明显小于对空气的透过性，此时，过滤膜504在膜分离器50中的设置位置不同于图2。图3为该混合气体分离装置的又一结构示意图，示出了过滤膜504在膜分离器50中的又一设置位置。如图3所示，混合气体经过过滤膜504后，空气中的氮气、氧气等成分穿过过滤膜504并汇集到第二膜分离器出口503所在的一侧，而大部分烃类可燃气体被过滤膜504阻拦并汇集到第一膜分离器出口502所在的一侧，如此，第一膜分离器出口502所在的一侧的烃类可燃气体的浓度大于第二膜分离器出口503所在的一侧的烃类可燃气体的浓度。
又例如，过滤膜504也可以为具有尺寸选择性的膜，其可以根据气体分子的直径选择性过滤和富集混合气体中的不同气体，从而实现分离烃类可燃气体的作用。
本公开的实施例提供的混合气体分离装置处理并分离混合气体中的可燃气体的过程如下：如图2所示，混合气体从缓冲罐10进入压缩机20后被压缩，被压缩的混合气体进入制冷器40，制冷器40将混合气体中的至少一部分气体降温到低于沸点从而使其冷凝为液态，并从第二制冷器出口403流出，例如流出到储存装置或其他处理工序；混合气体中的另一部分未被液化的气体从制冷器40的第一制冷器出口402排出，然后进入膜分离器50，经过膜分离后的气体分别从第一膜分离器出口502和第二膜分离器出口503流出。从第一膜分离器出口502流出的气体中烃类可燃气体的浓度获得提高，然后经过第三缓冲罐入口103回流到缓冲罐10，如此形成循环的压缩、冷凝和膜分离过程，在循环过程中可燃气体被冷凝收集，混合气体中含有的烃类可燃气体的浓度不断减小。从第二膜分离器出口503流出的气体中烃类可燃气体的浓度下降，经过检测后可以经过第三缓冲罐入口103回流到缓冲罐10，或者可以进入其他的处理装置，或者可以直接排放到空气中。例如，可燃气体浓度大于预定标准时，回流到缓冲罐10，可燃气体浓度小于或等于预定标准时，进入其他的处理装置或者排放到空气中。
在一些示例中，如图2所示，混合气体分离装置还包括压力表60，压力表60连接到压缩机出口202，被配置为检测压缩机出口202的压力。压力表可以实时监测压缩机出口202的压力，若压力出现超过规定范围的偏差，将会在控制系统进行报警提示，提醒工作人员停机检修或进行其他安全操作。
在一些示例中，如图2所示，混合气体分离装置还包括储存装置70，储存装置70连接到第二制冷器出口403，被配置为储存从第二制冷器出口403流出的流体。制冷器40将混合气体中的烃类可燃气体冷凝为液体后，通过第二制冷器出口403流入储存装置70进行收集储存。
在一些示例中，如图2所示，混合气体分离装置还包括浓度分析仪80，浓度分析仪80连接到第二膜分离器出口503，被配置为检测第二膜分离器出口503的气体中的至少一种气体组分的浓度。例如，浓度分析仪80可以实时检测气体中的多种烃类可燃气体的浓度。通过设置浓度分析仪实时检测烃类可燃气体的浓度，当第二膜分离器出口503的气体中可燃气体的浓度超过规定范围时，打开第一路503A，使气体回流到缓冲罐10以重新冷凝分离；当第二膜分离器出口503的气体中可燃气体的浓度不超过规定范围时，打开第二路503B，使气体进入外部处理装置或排放到空气中。如此，可以进一步提高将可燃气体与空气相分离的效果。
例如，第一路503A和第二路503B可切换导通。例如，第一路503A上可以设置阀门以控制该路打开或关闭，第二路503B上也可以设置阀门以控制该路打开或关闭。
本公开一实施例提供一种采用上述混合气体分离装置分离混合气体的方法。图4为分离混合气体的方法的流程示意图，如图4所示，分离混合气体的方法包括如下步骤：
S10、检测压缩机出口202的压力，在压缩机出口202的压力大于阈值压力的状态，打开减压阀30，使压缩机出口202和第二缓冲罐入口102连通，从而降低从压缩机出口202到制冷器入口401的气体的压力；在压缩机出口202的压力小于等于阈值压力的状态，关闭减压阀30。
在本公开的实施例提供的分离混合气体的方法中，根据压缩机出口的压力来控制减压阀打开或关闭，可以保证从压缩机排出的气体的压力不超过阈值压力，从而防止装置损坏，并提高装置的工作安全性。
在一些示例中，如图4所示，本公开实施例提供的分离混合气体的方法还包括：
S20、通过制冷器40将混合气体中的第一部分气体冷凝为液体，冷凝形成的液体从第二制冷器出口403流出；混合气体中的第二部分气体进入膜分离器50，经过膜分离器50后第二部分气体中的一部分气体通过第一膜分离器出口502进入缓冲罐，第二部分气体中的另一部分气体进入第二膜分离器出口503。
从第一膜分离器出口502流出的气体中烃类可燃气体的浓度获得提高，然后经过第三缓冲罐入口103回流到缓冲罐10，如此形成循环的压缩、冷凝和膜分离过程，在循环过程中可燃气体被不断地冷凝收集，混合气体中含有的烃类可燃气体的浓度不断减小。
在一些示例中，如图4所示，分离混合气体的方法还包括：
S30、检测第二膜分离器出口503的气体中的至少一种气体组分的浓度，在至少一种气体组分的浓度小于阈值浓度的状态，关闭第二膜分离器出口503的第一路503A，打开第二膜分离器出口503的第二路503B，使第二膜分离器出口503连接到外部装置；在至少一种气体组分的浓度大于等于阈值浓度的状态，关闭第二膜分离器出口503的第二路503B，打开第二膜分离器出口503的第一路503A，使第二膜分离器出口503连接到第三缓冲罐入口103。
需要说明的是，阈值浓度为根据实际需要确定的浓度，本公开的实施例不限定其具体取值范围。
通过根据第二膜分离器出口503的烃类可燃气体浓度来打开第一路或第二路，可以进一步提高将可燃气体与空气相分离的效果。
在一些示例中，分离混合气体的方法还包括：在压缩机出口202的压力大于阈值压力的状态，发出报警信息，通知操作人员停机检修。通过监测压缩机出口202的压力值，还可以提高整个装置的工作安全性。
有以下几点需要说明：
(1)本公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(2)在不冲突的情况下，本公开同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。
以上，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1.一种混合气体分离装置，包括：
缓冲罐，包括第一缓冲罐入口、第二缓冲罐入口、第三缓冲罐入口和缓冲罐出口；
压缩机，包括压缩机入口和压缩机出口，所述压缩机被配置为对混合气体进行压缩；
减压阀，包括第一减压阀接口和第二减压阀接口；
制冷器，包括制冷器入口、第一制冷器出口和第二制冷器出口，所述制冷器被配置为对混合气体进行降温，
其中，所述压缩机入口连接到所述缓冲罐出口，所述制冷器入口连接到所述压缩机出口，所述第一减压阀接口连接到所述第二缓冲罐入口，所述第二减压阀接口连接到所述压缩机出口和所述制冷器入口之间。
2.根据权利要求1所述的混合气体分离装置，其中，所述减压阀包括阈值压力，所述减压阀被配置为：在所述压缩机出口的压力大于所述阈值压力的状态，所述减压阀打开，使所述压缩机出口和所述第二缓冲罐入口连通；在所述压缩机出口的压力小于等于所述阈值压力的状态，所述减压阀关闭，使所述压缩机出口和所述第二缓冲罐入口断开。
3.根据权利要求2所述的混合气体分离装置，还包括膜分离器，
其中，所述膜分离器包括膜分离器入口、第一膜分离器出口和第二膜分离器出口，所述膜分离器被配置为过滤混合气体中的至少一种气体组分，
所述膜分离器入口连接到所述第一制冷器出口，所述第一膜分离器出口连接到所述第三缓冲罐入口，所述第二膜分离器出口分为第一路和第二路，所述第一路连接到所述第三缓冲罐入口，所述第二路被配置为连接到外部装置。
4.根据权利要求3所述的混合气体分离装置，其中，所述膜分离器包括过滤膜，所述过滤膜被配置为过滤和富集混合气体中的至少一种气体组分，所述第一膜分离器出口和所述第二膜分离器出口分别位于所述过滤膜的两侧，所述第一膜分离器出口所在的一侧的所述至少一种气体组分的浓度不同于所述第二膜分离器出口所在的一侧的所述至少一种气体组分的浓度。
5.根据权利要求4所述的混合气体分离装置，其中，所述第一膜分离器出口所在的一侧的所述至少一种气体组分的浓度大于所述第二膜分离器出口所在的一侧的所述至少一种气体组分的浓度。
6.根据权利要求1所述的混合气体分离装置，其中，混合气体从所述第一减压阀接口向所述第二减压阀接口单向流动。
7.根据权利要求6所述的混合气体分离装置，还包括单向阀，设置在所述减压阀的所述第一减压阀接口或所述第二减压阀接口所在的一侧，所述单向阀被配置为使混合气体从所述第一减压阀接口向所述第二减压阀接口单向流动。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的混合气体分离装置，还包括压力表，所述压力表连接到所述压缩机出口，被配置为检测所述压缩机出口的压力。
9.根据权利要求1-7中的任一项所述的混合气体分离装置，还包括储存装置，所述储存装置连接到所述第二制冷器出口，被配置为储存从所述第二制冷器出口流出的流体。
10.根据权利要求3所述的混合气体分离装置，还包括浓度分析仪，所述浓度分析仪连接到所述第二膜分离器出口且在所述第二膜分离器出口分支为所述第一路和所述第二路之前，被配置为检测所述第二膜分离器出口的气体中的至少一种气体组分的浓度。
11.一种采用根据权利要求1所述的混合气体分离装置分离混合气体的方法，其中，所述减压阀包括阈值压力，
所述分离混合气体的方法包括：
检测所述压缩机出口的压力，在所述压缩机出口的压力大于所述阈值压力的状态，打开所述减压阀，使所述压缩机出口和所述第二缓冲罐入口连通，从而降低所述制冷器入口的压力；在所述压缩机出口的压力小于等于所述阈值压力的状态，关闭所述减压阀。
12.根据权利要求11所述的分离混合气体的方法，其中，所述混合气体分离装置还包括膜分离器，所述膜分离器包括膜分离器入口、第一膜分离器出口和第二膜分离器出口，所述膜分离器被配置为过滤混合气体中的至少一种气体组分，所述膜分离器入口连接到所述第一制冷器出口，所述第一膜分离器出口连接到所述第三缓冲罐入口，
所述分离混合气体的方法还包括：
通过所述制冷器将混合气体中的第一部分气体冷凝为液体，冷凝形成的所述液体从所述第二制冷器出口流出；
混合气体中的第二部分气体进入所述膜分离器，经过所述膜分离器后所述第二部分气体中的一部分气体通过所述第一膜分离器出口进入所述缓冲罐，所述第二部分气体中的另一部分气体进入所述第二膜分离器出口。
13.根据权利要求12所述的分离混合气体的方法，其中，所述第二膜分离器出口分为第一路和第二路，所述第一路连接到所述第三缓冲罐入口，所述第二路被配置为连接到外部装置，
所述分离混合气体的方法还包括：
检测所述第二膜分离器出口的气体中的至少一种气体组分的浓度，在所述至少一种气体组分的浓度小于阈值浓度的状态，关闭所述第二膜分离器出口的第一路，打开所述第二膜分离器出口的第二路，使所述第二膜分离器出口连接到外部装置；在所述至少一种气体组分的浓度大于等于所述阈值浓度的状态，关闭所述第二膜分离器出口的第二路，打开所述第二膜分离器出口的第一路，使所述第二膜分离器出口连接到所述第三缓冲罐入口。
14.根据权利要求11所述的分离混合气体的方法，还包括：
在所述压缩机出口的压力大于所述阈值压力的状态，发出报警信息，通知操作人员停机检修。
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