CN114570152A - 一种分离与提纯低颗粒物气体的集成装置及其分离提纯方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分离与提纯低颗粒物气体的集成装置及其分离提纯方法，所述集成装置包括原液仓、积液仓和分离模块，所述分离模块分别连通所述原液仓和积液仓；所述分离模块包括壳体，所述壳体内部设置有分离器和/或若干过滤室；所述分离器的重相出口连通所述积液仓。本发明提供的集成式装置集气体发生、存储、分离和输出为一体，体积小巧便携；输出气体颗粒物粒度小、含量低；分离出的颗粒物可收集、亦可回收循环利用，延长原液使用；提纯的气体可保证下游设备器件的正常运行，延长使用寿命。

Description

一种分离与提纯低颗粒物气体的集成装置及其分离提纯方法

技术领域

本发明属于气体分离提纯技术领域，涉及一种分离与提纯低颗粒物气体的集成装置及其分离提纯方法。

背景技术

常见的气体制备方式有很多种，例如NO气体的工艺制备方法，包括：(1)合成法：将氮与氧混合气体通过电弧，在4000摄氏度直接化合成一氧化氮；(2)催化氧化法：在钯或铂催化剂存在的条件下，氨在氧气或空气中燃烧生产气体一氧化氮，经精制、压缩等工序后，制得一氧化氮产品；(3)热解法：加热分解亚硝酸或亚硝酸盐，获得气体经精制，压缩等工序，即制得一氧化氮产品；(4)酸解法：亚硝酸钠与稀硫酸反应制取粗一氧化氮，再经碱洗、分离、精制、压缩，可制得99.5％的纯一氧化氮；(5)鼓泡制气法：往原液仓内通特定的某种气体(如空气、氮气等)，与原液在适当的条件下反应，制得一氧化氮产品。

CN110872714A公开了一种便携式一氧化氮制造机，所述的一氧化氮制造机包括空气泵、一氧化氮发生器、还原模块，所述的一氧化氮发生器还连接一氧化氮浓度调节器及数值显示器；所述的一氧化氮发生器为密闭容器，设有电解液和电极，所述电极包括电极负极、电极正极，电极正极、电极负极连接电源；该密闭容器设有进气管和出气管，进气管的一端连接空气泵，另一端伸入电解液中，并靠近电极负极；出气管一端连接还原模块，另一端位于电解液的上方。

CN111636071A公开了一种生成NO的电解池及电解方法、包括其的NO制备系统及制备方法，所述的电解池包括电解槽，所述的电解槽内注入电解液，所述的电解槽内纵向平行布置有一对极板，分别记为阳极板和阴极板，所述的阳极板和阴极板分别连接外置电源的正极和负极，所述的电解槽底面设置有两排平行的固定组件，所述的固定组件分别固定阳极板和阴极板。

CN212770980U公开了一种生成NO的电解池及包括其的NO制备系统，所述的电解池包括电解槽，所述的电解槽内注入电解液，所述的电解槽内纵向平行布置有一对极板，分别记为阳极板和阴极板，所述的阳极板和阴极板分别连接外置电源的正极和负极，所述的电解槽底面设置有两排平行的固定组件，所述的固定组件分别固定阳极板和阴极板。

上述通过将气体送入反应液从而生成气体的方式，制备出的气体同时伴随着较大的颗粒物(如湿气或盐雾)，长时间下颗粒物的堆积容易造成设备内部件的损坏，因此需要一种能够制备低颗粒物的气体的发生装置及提纯系统。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种分离与提纯低颗粒物气体的集成装置及其分离提纯方法，本发明提供的集成式装置集气体发生、存储、分离和输出为一体，体积小巧便携；输出气体颗粒物粒度小、含量低；分离出的颗粒物可收集、亦可回收循环利用，延长原液使用；提纯的气体可保证下游设备器件的正常运行，延长使用寿命；本发明提供的集成装置采用纯结构式分离，成本低廉、工艺简易、且可靠性较高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种分离与提纯低颗粒物气体的集成装置，所述集成装置包括原液仓、积液仓和分离模块，所述分离模块分别连通所述原液仓和积液仓；

所述分离模块包括壳体，所述壳体内部设置有分离器和/或若干过滤室；

所述分离器的重相出口连通所述积液仓，所述原液仓内的气体首先进入分离器，分离气体中的颗粒物，并将颗粒物通过重相出口送入积液仓实现颗粒物回收，气体通过所述分离器的轻相出口进入过滤室或直接收集后排出；或者，

所述原液仓内的气体首先进入过滤室，经过滤室过滤后直接收集排出。

本发明提供的集成装置主要用于低颗粒物气体的分离与提纯，尤其适用于对液体鼓泡制气中产生的气体进行分离和提纯，整个集成装置的主体结构包括，原液仓、积液仓和分离模块，其中，原液仓主要针对液体鼓泡制气中液体的储存和反应等；分离模块主要用于去除气体中所含颗粒物；积液仓主要用于回收气体中所含颗粒物，并将回收的颗粒物储存或重新送回原液仓。在实际使用时，首先，气体由入口直接进入原液仓的液体内，通过液体鼓泡制气等方法产生的气体流入分离模块；在分离模块中，气体中的较大颗粒物在分离器中分离并流入积液仓；首次未分离出的部分较小颗粒物将依次或多次进入过滤室，保证将残余颗粒物完全收集和/或阻隔，最后提纯出的气体由出口流出。本发明提供的集成式装置集气体发生、存储、分离和输出为一体，体积小巧便携；输出气体颗粒物粒度小、含量低；分离出的颗粒物可收集、亦可回收循环利用，延长原液使用；提纯的气体可保证下游设备器件的正常运行，延长使用寿命；本发明提供的集成装置采用纯结构式分离，成本低廉、工艺简易、且可靠性较高。

需要特别强调的是，本发明提供的分离模块至少存在三种不同的并列技术方案，包括：

方案一：分离模块仅包括分离器，分离器的进液口与原液仓连通，分离器的重相出口与积液仓连通，原液仓内产生的气体(携带颗粒物)进入分离器，经分离器将气体中的颗粒物分离，颗粒物由分离器下游端的重相出口排入积液仓，气体由分离器顶部的轻相出口排出并收集待用；

方案二：分离模块仅包括过滤室，原液仓内产生的气体进入过滤室，可以同时进入全部过滤室，也可以进入其中一个过滤室，并依次流经各个过滤室实现多级过滤；过滤后的气体排出后收集；

方案三：分离模块同时包括分离器和过滤室，分离器的进液口与原液仓连通，分离器的重相出口与积液仓连通，分离器的轻相出口与至少一个过滤室连通，原液仓内产生的气体(携带颗粒物)进入分离器，经分离器将气体中的颗粒物分离，颗粒物由分离器下游端的重相出口排入积液仓，气体由分离器顶部的轻相出口排出进入过滤室，可以同时进入全部过滤室，也可以进入其中一个过滤室，并依次流经各个过滤室实现多级过滤；过滤后的气体排出后收集。

作为本发明一种优选的技术方案，所述积液仓与所述原液仓相连，所述分离模块设置于所述原液仓下游。

优选地，所述积液仓完全封闭或与所述原液仓连通。

优选地，所述积液仓下游端敞口处设置有疏水层，所述疏水层浸没于所述原液仓内储存的原液中。

本发明积液仓下游端敞口处设置疏水层的目的在于减缓冲液现象，冲液现象仅在积液仓作为回流模式下发生(即积液仓与原液仓连通)，且集成装置的出口存在一定的背压。系统达到稳定状态后，瞬间的泄压会导致原液仓内的原液由积液仓快速冲至上方分离器及过滤仓，导致过滤仓内的亲水层、疏水层失效。由此，可通过减缓泄压速度，或在积液仓下游端增加疏水层，可保证泄压不至于产生冲液现象。其中缓慢的泄压，冲液现象不会产生或只能冲至分离器，不会影响过滤仓；积液仓下游端增加的疏水层，沉没于原液中，可抵御大量的原液快速流动，同时不会影响原液的缓慢渗透，达到回流效果。

作为本发明一种优选的技术方案，所述分离器包括依次对接的主体段、中间段和出料段，所述中间段为倒锥形结构，所述中间段的大端面与所述主体段对接，所述中间段的小端面与所述出料段对接。

优选地，所述主体段的侧壁处开设有进料口，所述分离器与外周的过滤室之间形成环形的进液室，所述分离器的进料口与所述进液室连通，所述进液室下游端与所述原液仓连通。

优选地，所述分离器下游设置有缓冲室，所述主体段下游端开设有与所述缓冲室连通的轻相出口，所述缓冲室与至少一个所述过滤室连通，所述分离器排出的气体由下游端轻相出口进入缓冲室，并由缓冲室流入过滤室。

优选地，所述主体段内部同轴设置有溢流管，所述溢流管的一端与所述主体段下游端的轻相出口对接，原液进入分离器后分离得到重相和轻相，其中，轻相由所述溢流管一端进入，并由所述分离器下游端的轻相出口排入所述缓冲室。

优选地，所述出料段下游端开设有重相出口。

作为本发明一种优选的技术方案，所述分离器为旋流分离器。

本发明中，分离器的主体结构为旋流结构，初始气体由下方旋流结构外侧流入，经上方进料口进入旋流结构内部，颗粒物受离心作用沿中间段的倒锥形结构离心旋转堆积并由下游端的重相出口排出，气相沿中间段的中心线由顶部的轻相出口流出。分离器顶部的气相出口处可增加单向阀、疏水层等结构，可保证装置倒置时原液仓内的存储液不浸湿下游的过滤仓。

积液仓将分离器分离出的颗粒物收集，积液仓与原液仓之间可以连通也可以不连通，若积液仓不与原液仓连通，则积液仓可作为存储空间；若积液仓与原液仓连通，如下游端增加开口、单向阀、亲水层或疏水层等结构，则积液仓可将收集到的颗粒物重新送回原液仓进行再利用。

本发明中，旋流结构的入口尺寸、旋流锥度、溢流管尺寸和总高度等对分离性能均有影响，且入口尺寸决定了液位差的大小，过高的液位差容易导致积液仓内的液位过高直至进入旋流结构内部，从而降低了分离器的分离效率。

作为本发明一种优选的技术方案，所述主体段的直径记为D，所述主体段的进料口直径记为D_i，所述主体段的直径与主体段的进料口直径满足如下关系：D_i＝(0.2～0.26)D，例如可以是D_i＝0.2D、D_i＝0.21D、D_i＝0.22D、D_i＝0.23D、D_i＝0.24D、D_i＝0.25D或D_i＝0.26D，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述主体段的直径D为10～30mm，例如可以是10mm、12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm、24mm、26mm、28mm或30mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述主体段的进料口长度为2～3mm，例如可以是2.0mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm或3.0mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述主体段的进料口直径D_i为2～4mm，例如可以是2.0mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm、3.0mm、3.2mm、3.4mm、3.6mm、3.8mm或4.0mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

需要说明的是，本发明中积液仓与原液仓之间可以连通也可以不连通，但当积液仓与原液仓之间连通时，积液仓与原液仓之间会出现液位差，液位差是设备运行过程中出现的客观现象，由进料口的进出口的压差决定。进料口越长或孔径越小，压差越大；压差越大，液位差越高；积液仓内过高的液位，会影响分离器的分离性能。同时，孔径的大小影响到分离器的分离性能。

基于此，本发明特别限定了主体段的直径D，主体段的进料口长度以及主体段的进料口直径D_i，通过调整以上三个尺寸参数可以降低积液仓与原液仓之间产生的液位差，从而获得更好的分离效果。

此外，分离器中其他部件的尺寸参数同样会影响分离效果，考虑到本发明限定的集成装置的整体结构，示例性地提供了如下尺寸参数：

(1)中间段的锥角为10～50°，中间段锥角主要与分离粒度有关。一般来说，对小粒度颗粒，采用较小锥角的中间段；对大粒度颗粒，采用较大锥角的中间段；

(2)溢流管的直径记为D_o，所述溢流管的直径D_o与主体段直径D之间满足如下关系：D_o＝(0.2-0.4)D。溢流口直径D_o根据主体段直径确定溢流口直径，溢流口内径是影响分离性能的一个最重要的尺寸，它的变化会影响到分离器所有的工艺指标；

(3)溢流管的长度记为h，所述溢流管的长度h与主体段直径D之间满足如下关系：h＝(0.3-0.7)D；

(4)所述出料段下游端的重相出口直径记为d，所述重相出口直径d与主体段直径D之间满足如下关系：d＝(0.15-0.25)D。

需要说明的是，以上四类尺寸参数不属于本发明的保护范围，仅作为优选取值。分离器在上述尺寸范围内可以获得更优的分离效果。

作为本发明一种优选的技术方案，所述过滤室包括一个或若干个过滤仓。

所述过滤仓分别开设有进气口和出气口，所述过滤仓进气口与上游的原液仓或分离装置相连，出气口与下游收集或排出口相连。

优选地，所述过滤仓的壳体为圆柱状筒体结构。

本发明中分离模块三种不同形态结构与原液仓和积液仓之间的连接关系如下：

结构一：所述分离模块的壳体内部仅设置有分离器，所述分离器的进料口与所述原液仓连通，所述分离器的重相出口与所述积液仓连通，所述原液仓内产生的气体经分离器分离后得到气体和颗粒物，其中，气体由所述分离器的轻相出口排出，颗粒物由所述分离器的重相出口送入积液仓；

结构二：所述分离模块的壳体内部仅设置有若干过滤室，所述过滤室沿壳体内壁周向设置，至少一个所述过滤室的进口端与所述原液仓连通，所述原液仓内产生的气体同时进入全部过滤室或依次流经各过滤室，经过滤后排出；

结构三：所述分离模块的壳体内部设置有分离器和若干过滤室，所述分离器位于壳体内部中心区域，所述过滤室围绕所述分离器周向设置，所述分离器顶部的轻相出口与至少一个过滤室连通，所述原液仓内产生的气体经分离器分离后得到气体和颗粒物，其中，气体由所述分离器的轻相出口送入过滤室，颗粒物由所述分离器的重相出口送入所述积液仓。

优选地，所述过滤仓内设有过滤层组件。

优选地，所述过滤层组件包括依次层叠的至少一层疏水层以及至少一层亲水层。

优选地，所述疏水层和所述亲水层交替层叠设置。

在本发明中，过滤仓的核心过滤仓组件由亲水层与疏水层构成，组合方式、数量均不唯一，本领域技术人员可以根据实际情况进行调整，本发明的主要发明点在于通过改进结构实现对分离提纯效率的提升。亲水层的核心为亲水膜，亲水膜包括超滤棉、吸水棉、无纺布、熔喷布等。疏水层的核心为疏水膜，疏水膜包括PTFE疏水膜、PP疏水膜、静电棉、HEPA等。

作为本发明一种优选的技术方案，所述过滤室还包括一个或若干个流动仓，所述流动仓与所述过滤仓交替布置。

优选地，所述流动仓内为空腔。

本发明中，过滤仓位于分离器下游，过滤仓可由一个或多个独立空间构成，气体可依次或同时进入各过滤仓，再由过滤仓之间的流动仓流出，同时气体经过滤仓后收集到的颗粒物汇集存储在过滤仓或流动仓的下游端空腔内。本发明通过改变流道口的位置及数量可以调整气体流向及过滤次数，具体而言：

(1)所述过滤仓的上游端和下游端分别开设有一个流道口，两端的流道口分别连通缓冲室和相邻的流动仓；所述缓冲室内的气体通过所述过滤仓上游端的流道口进入相应的过滤仓进行过滤，过滤完成后，由所述过滤仓下游端的流道口进入相邻的流动仓，并由所述流动仓排出。

(2)所述流动仓的上游端和下游端分别开设有一个流道口，两端的流道口分别连通缓冲室和相邻的过滤仓；所述缓冲室内的气体通过所述流动仓上游端的流道口进入相应的流动仓，并由流动仓下游端的流道口进入相邻的过滤仓，经所述过滤仓过滤后排出。

(3)若干所述过滤仓中包括一个一级过滤仓，若干所述流动仓中包括一个一级流动仓，所述一级过滤仓与所述一级流动仓相邻；所述一级过滤仓的上游端和下游端分别开设有一个流道口，所述一级过滤仓上游端的流道口与所述缓冲室连通，其余过滤仓及流动仓均与所述缓冲室隔绝；所述一级过滤仓通过下游端的流道口与所述一级流动仓连通，其余过滤仓的上游端和下游端分别开设有与相邻流动仓连通的流道口；

所述缓冲室内的气体由所述一级过滤仓的上游端流道口进入，由上至下流过所述一级过滤仓后通过所述一级过滤仓的下游端流道口进入所述一级流动仓，由下至上流过所述一级流动仓后进入相邻的下一级过滤仓，气体依次流经交替设置的各流动仓和各过滤仓，完成多级过滤。

(4)若干所述过滤仓中包括一个一级过滤仓，若干所述流动仓中包括一个一级流动仓，所述一级过滤仓与所述一级流动仓相邻；所述一级流动仓的上游端和下游端分别开设有一个流道口，所述一级流动仓上游端的流道口与所述缓冲室连通，其余流动仓及过滤仓均与所述缓冲室隔绝；所述一级流动仓通过下游端的流道口与所述一级过滤仓连通，其余流动仓的上游端和下游端分别开设有与相邻过滤仓连通的流道口；

所述缓冲室内的气体由所述一级流动仓的上游端流道口进入，由上至下流过所述一级流动仓后通过所述一级流动仓的下游端流道口进入所述一级过滤仓，由下至上流过所述一级过滤仓后进入相邻的下一级流动仓，气体依次流经交替设置的各流动仓和各过滤仓，完成多级过滤。

作为本发明一种优选的技术方案，所述分离模块的下游设置有集气室。

所述过滤室下游与所述集气室连通，所述过滤室过滤后的气体进入集气室后收集并排出；或，

所述分离器下游与所述集气室连通，所述分离器过滤后的气体进入集气室后收集并排除。

第二方面，本发明提供了一种颗粒物气体的分离提纯方法，采用第一方面所述集成装置对颗粒物气体进行分离和提纯，所述分离提纯方法包括以下三种并列方案：

方案一：所述分离模块的壳体内部仅设置有若干分离器，所述分离器的进料口与所述原液仓连通，所述原液仓内产生的气体进入分离器后分离得到气体和颗粒物，气体由分离器的轻相出口排出，颗粒物由分离器的重相出口进入积液仓实现颗粒物回收；

方案二：所述分离模块的壳体内部仅设置有若干过滤室，所述过滤室的进口端与所述原液仓连通，所述原液仓内产生的气体同时进入全部过滤室或依次流经各过滤室，过滤后排出；

方案三：所述分离模块的壳体内部设置有分离器和若干过滤室，分离器下游端的轻相出口与至少一个过滤室连通，所述原液仓内产生的气体经分离器分离其中的颗粒物后，由轻相出口进入过滤室，分离得到的颗粒物通过重相出口送入积液仓实现颗粒物回收。

作为本发明一种优选的技术方案，气体在过滤室内的流向包括如下四种方式：

方式一：气体由缓冲室外周的若干流道口分别进入对应的过滤仓内，气体由上至下穿过过滤层组件后进入相邻的流动仓，并由流动仓顶部排入集气室；

方式二：气体由缓冲室外周的若干流道口分别进入对应的流动仓内，气体由上至下穿过流动仓后进入相邻的过滤仓，由下至上穿过过滤层组件后由过滤仓顶部排入集气室；

方式三：气体由缓冲室外周的进口进入一级过滤仓，由上至下流过一级过滤仓内的过滤层组件后进入一级流动仓，由下至上流过一级流动仓后进入相邻的下一级过滤仓，气体依次流经交替设置的各流动仓和各过滤仓，完成多级过滤提纯，被过滤层组件截留的气体由过滤仓下游端排入集气室；

方式四：气体由缓冲室外周的进口进入一级流动仓，由上至下流过一级流动仓后进入一级过滤仓，由下至上流过一级过滤仓内的过滤层组件后进入下一级流动仓，气体依次流经交替设置的各流动仓和各过滤仓，完成多级过滤提纯，被过滤层组件截留的气体由过滤仓下游端排入集气室。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的集成装置主要用于低颗粒物气体的分离与提纯，尤其适用于对液体鼓泡制气中产生的气体进行分离和提纯，整个集成装置的主体结构包括，原液仓、积液仓和分离模块，其中，原液仓主要针对液体鼓泡制气中液体的储存和反应等；分离模块主要用于去除气体中所含颗粒物；积液仓主要用于回收气体中所含颗粒物，并将回收的颗粒物储存或重新送回原液仓。在实际使用时，首先，气体由入口直接进入原液仓的液体内，通过液体鼓泡制气等方法产生的气体流入分离模块；在分离模块中，气体中的较大颗粒物在分离器中分离并流入积液仓；首次未分离出的部分较小颗粒物将依次或多次进入过滤室，保证将残余颗粒物完全收集和/或阻隔，最后提纯出的气体由出口流出。本发明提供的集成式装置集气体发生、存储、分离和输出为一体，体积小巧便携；输出气体颗粒物粒度小、含量低；分离出的颗粒物可收集、亦可回收循环利用，延长原液使用；提纯的气体可保证下游设备器件的正常运行，延长使用寿命；本发明提供的集成装置采用纯结构式分离，成本低廉、工艺简易、且可靠性较高。

附图说明

图1为本发明集成装置的原理示意图；

图2为本发明一个具体实施方式提供的积液仓和分离模块的装配关系图；

图3为本发明一个具体实施方式提供的分离模块的内部结构示意图；

图4为本发明一个具体实施方式提供的分离器的结构示意图；

图5为本发明一个具体实施方式提供的分离器的剖视图；

图6为本发明实施例1的集成装置的结构示意图；

图7为本发明实施例2的集成装置的结构示意图；

图8为本发明实施例3的集成装置的结构示意图；

图9为本发明实施例4的集成装置的结构示意图；

图10为本发明实施例5的集成装置的结构示意图；

图11为本发明实施例6的集成装置的结构示意图；

其中，1-分离模块；2-原液仓；3-积液仓；4-缓冲室；5-过滤仓；6-流动仓；7-分离器；8-集气室；9-主体段；10-中间段；11-出料段；12-溢流管。

具体实施方式

需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在一个具体实施方式中，本发明提供了一种分离与提纯低颗粒物气体的集成装置，所述集成装置原理示意如图1所示，包括原液仓2、积液仓3和分离模块1，所述分离模块1分别连通所述原液仓2和积液仓3；

所述分离模块1包括壳体，所述壳体内部设置有分离器7和/或若干过滤室；

如图2所示，所述分离器7的重相出口连通所述积液仓3，所述原液仓2内的气体首先进入分离器7，分离气体中的颗粒物，并将颗粒物通过重相出口送入积液仓3实现颗粒物回收，气体通过所述分离器7的轻相出口进入过滤室或直接收集后排出；或者，

所述原液仓2内的气体首先进入过滤室，经过滤室过滤后直接收集排出。

本发明提供的集成装置主要用于低颗粒物气体的分离与提纯，尤其适用于对液体鼓泡制气中产生的气体进行分离和提纯，整个集成装置的主体结构包括，原液仓2、积液仓3和分离模块1，其中，原液仓2主要针对液体鼓泡制气中液体的储存和反应等；分离模块1主要用于去除气体中所含颗粒物；积液仓3主要用于回收气体中所含颗粒物，并将回收的颗粒物储存或重新送回原液仓2。在实际使用时，首先，气体由入口直接进入原液仓2的液体内，通过液体鼓泡制气等方法产生的气体流入分离模块1；在分离模块1中，气体中的较大颗粒物在分离器7中分离并流入积液仓3；首次未分离出的部分较小颗粒物将依次或多次进入过滤室，保证将残余颗粒物完全收集和/或阻隔，最后提纯出的气体由出口流出。本发明提供的集成式装置集气体发生、存储、分离和输出为一体，体积小巧便携；输出气体颗粒物粒度小、含量低；分离出的颗粒物可收集、亦可回收循环利用，延长原液使用；提纯的气体可保证下游设备器件的正常运行，延长使用寿命；本发明提供的集成装置采用纯结构式分离，成本低廉、工艺简易、且可靠性较高。

进一步地，所述积液仓3与所述原液仓2相连，所述分离模块1设置于所述原液仓2下游。

进一步地，所述积液仓3完全封闭或与所述原液仓2连通。

进一步地，所述积液仓3下游端敞口处设置有疏水层，所述疏水层浸没于所述原液仓2内储存的原液中。

本发明积液仓3下游端敞口处设置疏水层的目的在于减缓冲液现象，冲液现象仅在积液仓3作为回流模式下发生(即积液仓3与原液仓2连通)，且集成装置的出口存在一定的背压。系统达到稳定状态后，瞬间的泄压会导致原液仓2内的原液由积液仓3快速冲至上方分离器7及过滤仓5，导致过滤仓5内的亲水层、疏水层失效。由此，可通过减缓泄压速度，或在积液仓3下游端增加疏水层，可保证泄压不至于产生冲液现象。其中缓慢的泄压，冲液现象不会产生或只能冲至分离器7，不会影响过滤仓5；积液仓3下游端增加的疏水层，沉没于原液中，可抵御大量的原液快速流动，同时不会影响原液的缓慢渗透，达到回流效果。

进一步地，如图4所示，所述分离器7包括依次对接的主体段9、中间段10和出料段11，所述中间段10为倒锥形结构，所述中间段10的大端面与所述主体段9对接，所述中间段10的小端面与所述出料段11对接。

进一步地，所述主体段9的侧壁处开设有进料口，所述分离器7与外周的过滤室之间形成环形的进液室，所述分离器7的进料口与所述进液室连通，所述进液室下游端与所述原液仓2连通。

进一步地，如图3所示，所述分离器7下游设置有缓冲室4，所述主体段9下游端开设有与所述缓冲室4连通的轻相出口，所述缓冲室4与至少一个所述过滤室连通，所述分离器7排出的气体由下游端轻相出口进入缓冲室4，并由缓冲室4流入过滤室。

进一步地，如图5所示，所述主体段9内部同轴设置有溢流管12，所述溢流管12的一端与所述主体段9下游端的轻相出口对接，原液进入分离器7后分离得到重相和轻相，其中，轻相由所述溢流管12一端进入，并由所述分离器7下游端的轻相出口排入所述缓冲室4。

进一步地，所述出料段11下游端开设有重相出口。

进一步地，所述分离器7为旋流分离器7。

本发明中，分离器7的主体结构为旋流结构，初始气体由下方旋流结构外侧流入，经上方进料口进入旋流结构内部，颗粒物受离心作用沿中间段10的倒锥形结构离心旋转堆积并由下游端的重相出口排出，气相沿中间段10的中心线由顶部的轻相出口流出。分离器7顶部的气相出口处可增加单向阀、疏水层等结构，可保证装置倒置时原液仓2内的存储液不浸湿下游的过滤仓5。

积液仓3将分离器7分离出的颗粒物收集，积液仓3与原液仓2之间可以连通也可以不连通，若积液仓3不与原液仓2连通，则积液仓3可作为存储空间；若积液仓3与原液仓2连通，如下游端增加开口、单向阀、亲水层或疏水层等结构，则积液仓3可将收集到的颗粒物重新送回原液仓2进行再利用。

本发明中，旋流结构的入口尺寸、旋流锥度、溢流管12尺寸和总高度等对分离性能均有影响，且入口尺寸决定了液位差的大小，过高的液位差容易导致积液仓3内的液位过高直至进入旋流结构内部，从而降低了分离器7的分离效率。

进一步地，所述主体段9的直径记为D，所述主体段9的进料口直径记为D_i，所述主体段9的直径与主体段9的进料口直径满足如下关系：D_i＝(0.2～0.26)D。

进一步地，所述主体段9的直径D为10～30mm。

进一步地，所述主体段9的进料口长度为2～3mm。

进一步地，所述主体段9的进料口直径D_i为2～4mm。

需要说明的是，本发明中积液仓3与原液仓2之间可以连通也可以不连通，但当积液仓3与原液仓2之间连通时，积液仓3与原液仓2之间会出现液位差，液位差是设备运行过程中出现的客观现象，由进料口的进出口的压差决定。进料口越长或孔径越小，压差越大；压差越大，液位差越高；积液仓3内过高的液位，会影响分离器7的分离性能。同时，孔径的大小影响到分离器7的分离性能。

基于此，本发明特别限定了主体段9的直径D，主体段9的进料口长度以及主体段9的进料口直径D_i，通过调整以上三个尺寸参数可以降低积液仓3与原液仓2之间产生的液位差，从而获得更好的分离效果。

此外，分离器7中其他部件的尺寸参数同样会影响分离效果，考虑到本发明限定的集成装置的整体结构，示例性地提供了如下尺寸参数：

(1)中间段10的锥角为10～50°，中间段10锥角主要与分离粒度有关。一般来说，对小粒度颗粒，采用较小锥角的中间段10；对大粒度颗粒，采用较大锥角的中间段10；

(2)溢流管12的直径记为D_o，所述溢流管12的直径D_o与主体段9直径D之间满足如下关系：D_o＝(0.2-0.4)D。溢流口直径D_o根据主体段9直径确定溢流口直径，溢流口内径是影响分离性能的一个最重要的尺寸，它的变化会影响到分离器7所有的工艺指标；

(3)溢流管12的长度记为h，所述溢流管12的长度h与主体段9直径D之间满足如下关系：h＝(0.3-0.7)D；

(4)所述出料段11下游端的重相出口直径记为d，所述重相出口直径d与主体段9直径D之间满足如下关系：d＝(0.15-0.25)D。

需要说明的是，以上四类尺寸参数不属于本发明的保护范围，仅作为优选取值。分离器7在上述尺寸范围内可以获得更优的分离效果。

进一步地，所述过滤室包括一个或若干个过滤仓5。

所述过滤仓5分别开设有进气口和出气口，所述过滤仓5进气口与上游的原液仓2或分离装置相连，出气口与下游收集或排出口相连。

进一步地，所述过滤仓5的壳体为圆柱状筒体结构。

进一步地，所述过滤仓5内设有过滤层组件。

进一步地，所述过滤层组件包括依次层叠的至少一层疏水层以及至少一层亲水层。

进一步地，所述疏水层和所述亲水层交替层叠设置。

在本发明中，过滤仓5的核心过滤仓5组件由亲水层与疏水层构成，组合方式、数量均不唯一，本领域技术人员可以根据实际情况进行调整，本发明的主要发明点在于通过改进结构实现对分离提纯效率的提升。亲水层的核心为亲水膜，亲水膜包括超滤棉、吸水棉、无纺布、熔喷布等。疏水层的核心为疏水膜，疏水膜包括PTFE疏水膜、PP疏水膜、静电棉、HEPA等。

进一步地，所述过滤室还包括一个或若干个流动仓6，所述流动仓6与所述过滤仓5交替布置。

进一步地，所述流动仓6内为空腔。

本发明中，过滤仓5位于分离器7下游，过滤仓5可由一个或多个独立空间构成，气体可依次或同时进入各过滤仓5，再由过滤仓5之间的流动仓6流出，同时气体经过滤仓5后收集到的颗粒物汇集存储在过滤仓5或流动仓6的下游端空腔内。本发明通过改变出口和进口的位置及数量可以调整气体流向及过滤次数，具体而言：

(1)所述过滤仓5的上游端和下游端分别开设有一个流道口，两端的流道口分别连通缓冲室4和相邻的流动仓6；所述缓冲室4内的气体通过所述过滤仓5上游端的流道口进入相应的过滤仓5进行过滤，过滤完成后，由所述过滤仓5下游端的流道口进入相邻的流动仓6，并由所述流动仓6排出。

(2)所述流动仓6的上游端和下游端分别开设有一个流道口，两端的流道口分别连通缓冲室4和相邻的过滤仓5；所述缓冲室4内的气体通过所述流动仓6上游端的流道口进入相应的流动仓6，并由流动仓6下游端的流道口进入相邻的过滤仓5，经所述过滤仓5过滤后排出。

(3)若干所述过滤仓5中包括一个一级过滤仓5，若干所述流动仓6中包括一个一级流动仓6，所述一级过滤仓5与所述一级流动仓6相邻；所述一级过滤仓5的上游端和下游端分别开设有一个流道口，所述一级过滤仓5上游端的流道口与所述缓冲室4连通，其余过滤仓5及流动仓6均与所述缓冲室4隔绝；所述一级过滤仓5通过下游端的流道口与所述一级流动仓6连通，其余过滤仓5的上游端和下游端分别开设有与相邻流动仓6连通的流道口；

所述缓冲室4内的气体由所述一级过滤仓5的上游端流道口进入，由上至下流过所述一级过滤仓5后通过所述一级过滤仓5的下游端流道口进入所述一级流动仓6，由下至上流过所述一级流动仓6后进入相邻的下一级过滤仓5，气体依次流经交替设置的各流动仓6和各过滤仓5，完成多级过滤。

(4)若干所述过滤仓5中包括一个一级过滤仓5，若干所述流动仓6中包括一个一级流动仓6，所述一级过滤仓5与所述一级流动仓6相邻；所述一级流动仓6的上游端和下游端分别开设有一个流道口，所述一级流动仓6上游端的流道口与所述缓冲室4连通，其余流动仓6及过滤仓5均与所述缓冲室4隔绝；所述一级流动仓6通过下游端的流道口与所述一级过滤仓5连通，其余流动仓6的上游端和下游端分别开设有与相邻过滤仓5连通的流道口；

所述缓冲室4内的气体由所述一级流动仓6的上游端流道口进入，由上至下流过所述一级流动仓6后通过所述一级流动仓6的下游端流道口进入所述一级过滤仓5，由下至上流过所述一级过滤仓5后进入相邻的下一级流动仓6，气体依次流经交替设置的各流动仓6和各过滤仓5，完成多级过滤。

进一步地，所述分离模块1的下游设置有集气室8。

所述过滤室下游与所述集气室8连通，所述过滤室过滤后的气体进入集气室8后收集并排出；或，

所述分离器7下游与所述集气室8连通，所述分离器7过滤后的气体进入集气室8后收集并排除。

在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种颗粒物气体的分离提纯方法，采用上述集成装置对颗粒物气体进行分离和提纯，所述分离提纯方法包括以下三种并列方案：

方案一：所述分离模块1的壳体内部仅设置有若干分离器7，所述分离器7的进料口与所述原液仓2连通，所述原液仓2内产生的气体进入分离器7后分离得到气体和颗粒物，气体由分离器7的轻相出口排出，颗粒物由分离器7的重相出口进入积液仓3实现颗粒物回收；

方案二：所述分离模块1的壳体内部仅设置有若干过滤室，所述过滤室的进口端与所述原液仓2连通，所述原液仓2内产生的气体同时进入全部过滤室或依次流经各过滤室，过滤后排出；

方案三：所述分离模块1的壳体内部设置有分离器7和若干过滤室，分离器7下游端的轻相出口与至少一个过滤室连通，所述原液仓2内产生的气体经分离器7分离其中的颗粒物后，由轻相出口进入过滤室，分离得到的颗粒物通过重相出口送入积液仓3实现颗粒物回收。

进一步地，气体在过滤室内的流向包括如下四种方式：

方式一：气体由缓冲室4外周的若干流道口分别进入对应的过滤仓5内，气体由上至下穿过过滤层组件后进入相邻的流动仓6，并由流动仓6顶部排入集气室8；

方式二：气体由缓冲室4外周的若干流道口分别进入对应的流动仓6内，气体由上至下穿过流动仓6后进入相邻的过滤仓5，由下至上穿过过滤层组件后由过滤仓5顶部排入集气室8；

方式三：气体由缓冲室4外周的进口进入一级过滤仓5，由上至下流过一级过滤仓5内的过滤层组件后进入一级流动仓6，由下至上流过一级流动仓6后进入相邻的下一级过滤仓5，气体依次流经交替设置的各流动仓6和各过滤仓5，完成多级过滤提纯，被过滤层组件截留的气体由过滤仓5下游端排入集气室8；

方式四：气体由缓冲室4外周的进口进入一级流动仓6，由上至下流过一级流动仓6后进入一级过滤仓5，由下至上流过一级过滤仓5内的过滤层组件后进入下一级流动仓6，气体依次流经交替设置的各流动仓6和各过滤仓5，完成多级过滤提纯，被过滤层组件截留的气体由过滤仓5下游端排入集气室8。

实施例1

本实施例提供了一种分离与提纯低颗粒物气体的集成装置，所述集成装置如图6所示，包括原液仓2、积液仓3和分离模块1，所述分离模块1分别连通所述原液仓2和积液仓3。所述分离模块1包括壳体，所述壳体内部设置有分离器7，分离器7的进液口与原液仓2连通，分离器7的重相出口与积液仓3连通，原液仓2内产生的气体(携带颗粒物)进入分离器7，经分离器7将气体中的颗粒物分离，颗粒物由分离器7下游端的重相出口排入积液仓3，积液仓3置于原液仓2内，且积液仓3底部放置疏水层，气体由分离器7顶部的轻相出口排出并收集待用；分离器7主体段9的直径D为10mm，进料口长度为2mm，进料口直径D_i为2mm。

实施例2

本实施例提供了一种分离与提纯低颗粒物气体的集成装置，所述集成装置如图7所示，包括原液仓2、积液仓3和分离模块1，所述分离模块1分别连通所述原液仓2和积液仓3。所述分离模块1包括分离器7，分离器7的进液口与原液仓2连通，分离器7的重相出口与积液仓3连通，所述积液仓3位于原液仓2外部，原液仓2内产生的气体(携带颗粒物)进入分离器7，经分离器7将气体中的颗粒物分离，颗粒物由分离器7下游端的重相出口排入积液仓3，气体由分离器7顶部的轻相出口排出并收集待用。分离器7主体段9的直径D为20mm，进料口长度为2mm，进料口直径D_i为3mm。

实施例3

本实施例提供了一种分离与提纯低颗粒物气体的集成装置，所述集成装置如图8所示，包括原液仓2和分离模块1，所述分离模块1连通所述原液仓2，所述分离模块1包括过滤室，所述过滤室设于外部，即不与原液仓2直接接触连接，而是通过管路连通，外部的过滤室内设有一个过滤仓5，外部过滤室进口端与所述原液仓2连通，原液仓2内产生的气体进入外部过滤室；过滤后的气体排出后收集；外部过滤室尺寸直径为70mm，长度为60mm。

实施例4

本实施例提供了一种分离与提纯低颗粒物气体的集成装置，所述集成装置如图9所示，包括原液仓2和分离模块1，所述分离模块1连通所述原液仓2。所述分离模块1包括壳体，所述壳体内部设置有过滤室，所述过滤室分为交替设置的若干过滤仓5和若干流动仓6，过滤仓5和流动仓6沿壳体内壁周向设置，至少一个所述过滤仓5的进口端与所述原液仓2连通，原液仓2内产生的气体进入过滤室，可以同时进入全部过滤仓5，也可以进入其中一个过滤仓5，并依次流经各个过滤仓5实现多级过滤；过滤后的气体排出后收集；过滤仓5尺寸直径为20mm，长度为300mm。

实施例5

本实施例提供了一种分离与提纯低颗粒物气体的集成装置，所述集成装置如图10所示，包括原液仓2、积液仓3和分离模块1，所述分离模块1分别连通所述原液仓2和积液仓3。

所述分离模块1包括设于外部的分离器7与设于外部的过滤室；过滤室尺寸直径为10mm，长度为300mm。

实施例6

本实施例提供了一种分离与提纯低颗粒物气体的集成装置，所述集成装置如图11所示，包括原液仓2、积液仓3和分离模块1，所述分离模块1分别连通所述原液仓2和积液仓3。

所述分离模块1包括壳体，所述壳体内部设置有分离器7和过滤室，所述分离器7位于壳体内部中心区域，所述过滤室分为交替设置的过滤仓5和流动仓6，过滤仓5和流动仓6围绕所述分离器7周向设置，分离器7的进液口与原液仓2连通，分离器7的重相出口与积液仓3连通，分离器7的轻相出口与至少一个过滤仓5连通，原液仓2内产生的气体(携带颗粒物)进入分离器7，经分离器7将气体中的颗粒物分离，颗粒物由分离器7下游端的重相出口排入积液仓3，气体由分离器7顶部的轻相出口排出进入过滤室，可以同时进入全部过滤仓5，也可以进入其中一个过滤仓5，并依次流经各个过滤仓5实现多级过滤；过滤后的气体排出后收集，过滤室尺寸直径为30mm，长度为40mm。

应用例1

采用本发明实施例1提供的集成装置配合CN110872714A公开的便携式一氧化氮制造机使用，对一氧化碳制造机产生的一氧化氮通入本发明提供的集成装置中，在集成装置内完成分离和提纯，具体使用过程包括：

往原液仓2内通氮气浓度99.6％的气体，即载气一，气体颗粒物浓度记录于表1，与原液(如电解液)在适当的条件下(如电极通电)，产生的混合气体包含NOx、颗粒物等。

制备工艺包括：

1、进气量为1.0L/min，集成装置下游背压0.5Bar，测得出口气体流量气体粒度记录于表1中；连续运行5天后，测得出口气体流量气体粒度记录于表1中。

2、相同工艺条件下，未加集成装置，测得出口气体流量气体粒度记录于表1中；连续运行5天后，测得出口气体流量气体粒度记录于表1中。

表1

应用例2

采用本发明实施例2提供的集成装置配合CN110872714A公开的便携式一氧化氮制造机使用，对一氧化碳制造机产生的一氧化氮通入本发明提供的集成装置中，在集成装置内完成分离和提纯，具体使用过程包括：

往原液仓2内通氮气浓度99.7％的气体，即载气二，气体颗粒物浓度记录于表2，与原液(如电解液)在适当的条件下(如电极通电)，产生的混合气体包含NOx、颗粒物等。

制备工艺包括：

1、进气量为2L/min，集成装置下游背压0.6Bar，测得出口气体流量气体粒度记录与表2中；连续运行7天后，测得出口气体流量气体粒度记录于表2中。

2、相同工艺条件下，未加集成装置，测得出口气体流量气体粒度记录于表2中；连续运行7天后，测得出口气体流量气体粒度记录于表2中。

表2

应用例3

采用本发明实施例3提供的集成装置配合CN110872714A公开的便携式一氧化氮制造机使用，对一氧化碳制造机产生的一氧化氮通入本发明提供的集成装置中，在集成装置内完成分离和提纯，具体使用过程包括：

往原液仓3内通氮气浓度99.8％的气体，即载气三，气体颗粒物浓度记录于表3，与原液(如电解液)在适当的条件下(如电极通电)，产生的混合气体包含NOx、颗粒物等。

制备工艺包括：

1、进气量为3L/min，集成装置下游背压0.7Bar，测得出口气体流量气体粒度记录于表3中；连续运行10天后，测得出口气体流量气体粒度记录于表3中。

2、相同工艺条件下，未加集成装置，测得出口气体流量气体粒度记录于表3中；连续运行10天后，测得出口气体流量气体粒度记录于表3中。

表3

应用例4

采用本发明实施例4提供的集成装置配合CN110872714A公开的便携式一氧化氮制造机使用，对一氧化碳制造机产生的一氧化氮通入本发明提供的集成装置中，在集成装置内完成分离和提纯，具体使用过程包括：

往原液仓4内通氮气浓度99.7％的气体，即载气四，气体颗粒物浓度记录于表4，与原液(如电解液)在适当的条件下(如电极通电)，产生的混合气体包含NOx、颗粒物等。

制备工艺包括：

1、进气量为4L/min，集成装置下游背压0.8Bar，测得出口气体流量气体粒度记录于表4中；连续运行14天后，测得出口气体流量气体粒度记录于表4中。

2、相同工艺条件下，未加集成装置，测得出口气体流量气体粒度记录于表4中；连续运行14天后，测得出口气体流量气体粒度记录于表4中。

表4

应用例5

采用本发明实施例5提供的集成装置配合CN110872714A公开的便携式一氧化氮制造机使用，对一氧化碳制造机产生的一氧化氮通入本发明提供的集成装置中，在集成装置内完成分离和提纯，具体使用过程包括：

往原液仓5内通氮气浓度99.9％的气体，即载气五，气体颗粒物浓度记录于表5，与原液(如电解液)在适当的条件下(如电极通电)，产生的混合气体包含NOx、颗粒物等。

制备工艺包括：

1、进气量为5L/min，集成装置下游背压0.9Bar，测得出口气体流量气体粒度记录于表5中；连续运行18天后，测得出口气体流量气体粒度记录于表5中。

2、相同工艺条件下，未加集成装置，测得出口气体流量气体粒度记录于表5中；连续运行18天后，测得出口气体流量气体粒度记录于表5中。

表5

应用例6

采用本发明实施例6提供的集成装置配合CN110872714A公开的便携式一氧化氮制造机使用，对一氧化碳制造机产生的一氧化氮通入本发明提供的集成装置中，在集成装置内完成分离和提纯，具体使用过程包括：

往原液仓6内通氮气浓度99.6％的气体，即载气六，气体颗粒物浓度记录于表6，与原液(如电解液)在适当的条件下(如电极通电)，产生的混合气体包含NOx、颗粒物等。

制备工艺包括：

1、进气量为6L/min，集成装置下游背压1.0Bar，测得出口气体流量气体粒度记录于表6中；连续运行21天后，测得出口气体流量气体粒度记录于表6中。

2、相同工艺条件下，未加集成装置，测得出口气体流量气体粒度记录于表6中；连续运行21天后，测得出口气体流量气体粒度记录于表6中。

表6

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种分离与提纯低颗粒物气体的集成装置，其特征在于，所述集成装置包括原液仓、积液仓和分离模块，所述分离模块分别连通所述原液仓和/或积液仓；

所述分离模块包括壳体，所述壳体内部设置有分离器和/或若干过滤室；

所述分离器的重相出口连通所述积液仓，所述原液仓内的气体首先进入分离器，分离气体中的颗粒物，并将颗粒物通过重相出口送入积液仓实现颗粒物回收，气体通过所述分离器的轻相出口进入过滤室或直接收集后排出；或者，

所述原液仓内的气体首先进入过滤室，经过滤室过滤后直接收集排出。

2.根据权利要求1所述的分离与提纯低颗粒物气体的集成装置，其特征在于，所述积液仓与所述原液仓相连，所述分离模块设置于所述原液仓下游；

优选地，所述积液仓完全封闭或与所述原液仓连通；

优选地，所述积液仓下游端敞口处设置有疏水层，所述疏水层浸没于所述原液仓内储存的原液中。

3.根据权利要求2所述的分离与提纯低颗粒物气体的集成装置，其特征在于，所述分离器包括依次对接的主体段、中间段和出料段，所述中间段为倒锥形结构，所述中间段的大端面与所述主体段对接，所述中间段的小端面与所述出料段对接；

优选地，所述主体段的侧壁处开设有进料口，所述分离器与外周的过滤室之间形成环形的进液室，所述分离器的进料口与所述进液室连通，所述进液室下游端与所述原液仓连通；

优选地，所述分离器下游设置有缓冲室，所述主体段下游端开设有与所述缓冲室连通的轻相出口，所述缓冲室与至少一个所述过滤室连通，所述分离器排出的气体由下游端轻相出口进入缓冲室，并由缓冲室流入过滤室；

优选地，所述主体段内部同轴设置有溢流管，所述溢流管的一端与所述主体段下游端的轻相出口对接，原液进入分离器后分离得到重相和轻相，其中，轻相由所述溢流管一端进入，并由所述分离器下游端的轻相出口排入所述缓冲室；

优选地，所述出料段下游端开设有重相出口。

4.根据权利要求3所述的分离与提纯低颗粒物气体的集成装置，其特征在于，所述分离器为旋流分离器。

5.根据权利要求3所述的分离与提纯低颗粒物气体的集成装置，其特征在于，所述主体段的直径记为D，所述主体段的进料口直径记为D_i，所述主体段的直径与主体段的进料口直径满足如下关系：D_i＝(0.2～0.26)D；

优选地，所述主体段的直径D为10～30mm；

优选地，所述主体段的进料口长度为2～3mm；

优选地，所述主体段的进料口直径D_i为2～4mm。

6.根据权利要求1～5任一所述的分离与提纯低颗粒物气体的集成装置，其特征在于，所述过滤室包括一个或若干个过滤仓；

所述过滤仓分别开设有进气口和出气口，所述过滤仓进气口与上游的原液仓或分离装置相连，出气口与下游收集或排出口相连；

优选地，所述过滤仓的壳体为圆柱状筒体结构；

优选地，所述圆柱状筒体结构的直径为10-100mm，长度为15-300mm；

优选地，所述过滤仓内设有过滤层组件；

优选地，所述过滤层组件包括依次层叠的至少一层疏水层以及至少一层亲水层；

优选地，所述疏水层和所述亲水层交替层叠设置。

7.根据权利要求6所述的分离与提纯低颗粒物气体的集成装置，其特征在于，所述过滤室还包括一个或若干个流动仓，所述流动仓与所述过滤仓交替布置；

优选地，所述流动仓内为空腔。

8.根据权利要求1所述的分离与提纯低颗粒物气体的集成装置，其特征在于，所述分离模块的下游设置有集气室；

所述过滤室下游与所述集气室连通，所述过滤室过滤后的气体进入集气室后收集并排出；或，

所述分离器下游与所述集气室连通，所述分离器过滤后的气体进入集气室后收集并排除。

9.一种颗粒物气体的分离提纯方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述集成装置对颗粒物气体进行分离和提纯，所述分离提纯方法包括以下三种并列方案：

方案一：所述分离模块的壳体内部仅设置有若干分离器，所述分离器的进料口与所述原液仓连通，所述原液仓内产生的气体进入分离器后分离得到气体和颗粒物，气体由分离器的轻相出口排出，颗粒物由分离器的重相出口进入积液仓实现颗粒物回收；

方案二：所述分离模块的壳体内部仅设置有若干过滤室，所述过滤室的进口端与所述原液仓连通，所述原液仓内产生的气体同时进入全部过滤室或依次流经各过滤室，过滤后排出；

方案三：所述分离模块的壳体内部设置有分离器和若干过滤室，分离器下游端的轻相出口与至少一个过滤室连通，所述原液仓内产生的气体经分离器分离其中的颗粒物后，由轻相出口进入过滤室，分离得到的颗粒物通过重相出口送入积液仓实现颗粒物回收。

10.根据权利要求9所述的分离提纯方法，其特征在于，气体在过滤室内的流向包括如下四种方式：

方式一：气体由缓冲室外周的若干流道口分别进入对应的过滤仓内，气体由上至下穿过过滤层组件后进入相邻的流动仓，并由流动仓顶部排入集气室；

方式二：气体由缓冲室外周的若干流道口分别进入对应的流动仓内，气体由上至下穿过流动仓后进入相邻的过滤仓，由下至上穿过过滤层组件后由过滤仓顶部排入集气室；

方式三：气体由缓冲室外周的进口进入一级过滤仓，由上至下流过一级过滤仓内的过滤层组件后进入一级流动仓，由下至上流过一级流动仓后进入相邻的下一级过滤仓，气体依次流经交替设置的各流动仓和各过滤仓，完成多级过滤提纯，被过滤层组件截留的气体由过滤仓下游端排入集气室；

方式四：气体由缓冲室外周的进口进入一级流动仓，由上至下流过一级流动仓后进入一级过滤仓，由下至上流过一级过滤仓内的过滤层组件后进入下一级流动仓，气体依次流经交替设置的各流动仓和各过滤仓，完成多级过滤提纯，被过滤层组件截留的气体由过滤仓下游端排入集气室。

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