CN114588766A - 一种混合气体连续分离装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于混合气体分离技术领域，具体涉及一种混合气体连续分离装置和方法，由若干个水合物反应釜串联布局，原料经过第一个水合物反应釜参与水合反应后，未被分离的气体继续进入第二个水合物反应釜，参与水合反应后，未被分离的气体继续进入第三个水合物反应釜参与水合反应，依次类推，通过水合物法达到较高的提纯度，水合物反应釜的直径较大，参数易于调整，能够满足大气体流量工况和小气体流量工况，避免了阻塞问题，且气液分离器分离出的气体被重新输送到水合物反应釜中，重复参与水合反应，提高了分离效率和提纯纯度，与鼓泡、搅拌和喷淋等机械方法联合，可以增加气液接触面积，增强水合反应速度，提高分离效率。
Description
技术领域：
本发明属于混合气体分离技术领域，具体涉及一种混合气体连续分离装置和方法，同时适用于大气体流量和小气体流量。
背景技术：
气体水合物是一种笼形晶体包络物，水分子借氢键结合形成笼形结晶，将甲烷、二氧化碳等小分子气体包围在其中。反应气与反应液发生水合反应生成气体水合物时需要低温、高压的环境，在气体水合物的应用中，水合物分离技术是研究热点，已经取得了极大的进展。水合物分离是利用气体分子形成水合物时被吸入水合物笼中实现分离，其主要原理是依据混合气中各组分气体分子在生成气体水合物时所需的热力学条件不同从而实现分离目的。
目前，气体水合物分离技术被广泛应用于石油石化行业以及工程领域，主要包括煤层气分离、IGCC燃料气中CO2的捕集、烟气分离和沼气脱碳等。煤层气是一种非常规天然气，主要成分是CH4气体，根据甲烷含量的不同可以分为高浓度煤层气(CH4含量在28％以上)和低浓度煤层气(CH4含量低于28％)，煤层气中除了甲烷还有包括氮气和氧气等其他气体，提纯分离煤层气并加以利用具有巨大的经济效益和环境效益。整体煤气化联合循环(IGCC)燃料气的组分包括60mol％的H2和40mol％的CO2，燃料气出口压力在2-7MPa之间，分离CO2后得到的H2可以直接用于燃料电池或者进入燃气轮机发电。燃煤电厂是CO2的集中排放源之一，电厂烟气(主要组成为CO2和N2)具有如下特点：气体流量大、分压低、出口温度高，含有大量惰性气体，主要杂质气体为O2、SO2、NOx等。沼气含有多种气体，其中，CH4占50-80％，CO2占19-35％，N2占0-5％，还有少量氢气、氧气和硫化氢，CO2的存在给天然气的输送和深加工带来许多危害，所以天然气输送和加工前必须先脱除其中的二氧化碳。
常用的混合气体分离技术有化学吸收分离法、物理吸收分离法、吸附分离法、低温蒸馏法、膜分离法和气体水合物法等。化学吸收法具有工艺简单、吸收速率快、回收率高等优点，但是，能耗和分离成本高，吸收剂普遍具有强腐蚀性，对反应塔造成腐蚀损害。物理吸收分离法在分压较低时分离效率低，在工业中一般不会单独使用，只是在分压较高的情况下适用，且分离效率较低。低温蒸馏法由于设备成本和能耗较高，主要适用于捕集化学循环燃烧和富氧燃烧中的CO2捕集，以及需要制备高纯度CO2的工业领域。膜分离法受限于分离效率很难富集高纯度CO2，并且分离膜稳定性差，容易受到混合气中的化学物质的破坏，在使用前需要修复和处理。
气体水合物法分离技术作为一种全新分离技术，与传统的分离方法相比更具潜力，但是，其在产业化应用方面存在两个主要障碍：其一是水合物的生成速率和效率不高；其二是分离过程难以实现高效连续进行。针对水合物的生成速率和效率不高的障碍，可以采用搅拌、喷淋和鼓泡等机械法或添加热力学、动力学促进剂等化学法来提高水合反应的速度和效率；针对分离过程难以实现高效连续进行的障碍，可以通过中国专利201611053712.5公开的一种适用于管道流动条件下的水合物生成强化装置和中国专利201611052184.1公开的一种水合物法联合化学吸收法的CO2气体分离装置及方法克服，管道式反应釜的优点是：气液两相在反应管内以顺流的方式进行混合，反应器结构简单，体积较小，采用管束集成增加处理能力，易于工程放大，但是，也存在明显的缺点：一是由于边界层的存在以及管壁处温度最低，当管内流速较低时，水合物会在管壁上附着，并向中心逐步累积，容易阻塞管路；二是管道反应釜的容腔体积相对较小，不易进行大气体流量的气体分离工况。因此，研发设计一种可以替代管状反应釜的连续分离混合气体的装置和方法，具有良好的应用前景。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种混合气体连续分离装置和方法，通过水合物法对混合气体进行高效的连续分离。
本发明涉及的一种混合气体连续分离装置的主体结构包括流量分配器、水塔、水合物反应釜单元、气液分离器、缓冲罐和水合物分解塔；流量分配器分别与水塔和由N个(N为大于等于2的正整数)水合物反应釜串联组成的水合物反应釜单元连接，水塔与水合物反应釜单元连接，水合物反应釜单元与气液分离器连接，气液分离器分别与缓冲罐和水合物分解塔连接，缓冲罐分别与第2个至第N个水合物反应釜连接，或仅与第2个至第N个水合物反应釜中的任意一个连接，水合物分解塔与水塔连接。
本发明涉及的水合物反应釜的主体结构由上部端盖、中间釜体和下部釜体构成，中间釜体分别与上部端盖和下部釜体焊接式或卡箍式连接，上部端盖的顶部设置有气体出口，还设置有电机、减速器和磁力耦合器，电机通过减速器与磁力耦合器连接，中间釜体的侧壁设置有水合物浆液出口，下部釜体的底部设置有气体入口和液体入口，气体入口和液体入口的上方设置有微气泡发生器。
本发明涉及的气体出口靠近上部端盖的端部设置有捕雾器；电机通过减速器和磁力耦合器与设置在中间釜体内的搅拌杆连接，搅拌杆上设置有叶片，搅拌杆通过连杆与刮刀连接；水合物浆液出口低于液面，液面以上部分为气体腔室，气体腔室内等间距式设置有若干个喷头。
本发明涉及的流量分配器与第一个水合物反应釜的气体入口连接，第一个水合物反应釜的气体出口与第二个水合物反应釜的气体入口连接，依次串联形成水合物反应釜单元；水合物反应釜的水合物浆液出口与气液分离器的浆液入口连接，水合物反应釜的液体入口与水塔连接；气液分离器的气体出口与水合物反应釜的气体入口连接，气液分离器的液体出口与水合物分解塔的浆液入口连接；水合物分解塔的液体出口与水塔的顶部入口连接。
本发明涉及的一种混合气体连续分离装置使用时，气源通过流量分配器分为两路，一路进入水塔，使水塔中的水达到饱和状态，一路进入第一个水合物反应釜；水塔中的水从顶部的喷头进入水合物反应釜单元，或从底部的液体入口进入水合物反应釜单元，或分为两路，一路从顶部的喷头进入水合物反应釜单元，一路从底部的液体入口进入水合物反应釜单元；第一个水合物反应釜内的气体和液体经过微气泡发生器后，形成若干个微小的气泡，气泡在持续上升的过程中，发生水合反应，气泡到达气体腔室后，进入第二个水合物反应釜，发生水合反应......最后进入第N个水合物反应釜，发生水合反应，气泡到达气体腔室后，通过气体出口输出提纯后未参加水合反应的气体；水合物反应釜单元中的水合物浆液被同时或者定时交替抽入气液分离器，气液分离器分离出的气体通入与气液分离器连接的水合物反应釜，继续参与水合反应，气液分离器分离出的水合物浆被抽入水合物分解塔，水合物分解塔分解出的液体被抽入水塔，水合物分解塔顶部的气体出口输出提纯后的参与水合反应的气体成分。
本发明涉及的气源为需要分离的混合气，包括煤气化燃料气(60％H2和40％CO2)和煤层气(CH4和N2)，当气源为包括煤层气的低压气体时，在流量分配器的前方加设压缩机或气体增压系统，第N个水合物反应釜的气体出口输出N2，水合物分解塔顶部的气体出口输出CH4；当气源为煤气化燃料气时，第N个水合物反应釜的气体出口输出H2，水合物分解塔顶部的气体出口输出CO2；水塔中的水包括含有热力学促进剂，或动力学促进剂，或由热力学促进剂和动力学促进剂组成的混合物的水；微气泡发生器能够使通过的气体形成气泡，增大气液接触面积，增加水合物反应速度，促进水合反应，文丘里喷射器能够代替微气泡发生器。
本发明涉及的气液分离器的数量与水合物反应釜的数量相等时，每个水合物反应釜均连接一个气液分离器，每个气液分离器均连接一个缓冲罐；使用时，每个水合物反应釜内的水合物浆液被抽入与其连接的气液分离器内，气液分离器分离出的气体通过缓冲罐重新通入与其连接的水合物反应釜中进行水合反应。
本发明与现有技术相比，有益效果是：(1)若干个水合物反应釜串联布局，原料经过第一个水合物反应釜参与水合反应后，未被分离的气体继续进入第二个水合物反应釜，参与水合反应后，未被分离的气体继续进入第三个水合物反应釜参与水合反应，依次类推，通过水合物法达到较高的提纯度；(2)水合物反应釜的参数易于调整，通过串联布局，能够满足大气体流量工况和小气体流量工况；(3)水合物反应釜的直径较大，避免了阻塞问题；(4)气液分离器分离出的气体被重新输送到水合物反应釜中，重复参与水合反应，提高了分离效率和提纯纯度；(5)水合物反应釜单元与鼓泡、搅拌和喷淋等机械方法联合，可以增加气液接触面积，增强水合反应速度，提高分离效率；(6)搅拌杆上设置的刮刀，能够及时刮除附着于水合物反应釜内壁上的水合物，防止其聚集，增强了传热效果，提高了水合反应速度。
附图说明：
图1为本发明实施例1的主体结构原理示意图。
图2为本发明实施例2的主体结构原理示意图。
图3为本发明实施例3的主体结构原理示意图。
图4为本发明涉及的水合物反应釜的结构示意图。
具体实施方式：
下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明，其中，前方和后方依据介质流动的方向确定。
实施例1：
本实施例涉及的一种混合气体连续分离装置的主体结构包括流量分配器1、水塔2、第一水合物反应釜3、第二水合物反应釜4、第三水合物反应釜5、气液分离器6、缓冲罐7和水合物分解塔8；流量分配器1分别与水塔2和第一水合物反应釜3连接，第一水合物反应釜3与第二水合物反应釜4连接，第二水合物反应釜4与第三水合物反应釜5连接，水塔2分别与第一水合物反应釜3、第二水合物反应釜4和第三水合物反应釜5连接，第一水合物反应釜3、第二水合物反应釜4和第三水合物反应釜5分别与气液分离器6连接，气液分离器6分别与缓冲罐7和水合物分解塔8连接，缓冲罐7分别与第二水合物反应釜4和第三水合物反应釜5连接，水合物分解塔8与水塔2连接。
本实施例涉及的流量分配器1与水塔2和第一水合物反应釜3之间均设置有单向阀11，流量分配器1与第一水合物反应釜3之间还设置有气体流量控制器12，且气体流量控制器12位于单向阀11前方；水塔2与第一水合物反应釜3、第二水合物反应釜4、第三水合物反应釜5和水合物分解塔8之间、第一水合物反应釜3、第二水合物反应釜4和第三水合物反应釜5与气液分离器6之间、缓冲罐7与第二水合物反应釜4和第三水合物反应釜5之间、以及气液分离器6与水合物分解塔8之间均设置有截止阀13；水塔2与第一水合物反应釜3、第二水合物反应釜4、第三水合物反应釜5和水合物分解塔8之间均设置有水泵14，且水泵14位于截止阀13的后方；水塔2与第一水合物反应釜3、第二水合物反应釜4和第三水合物反应釜5之间均设置有液体流量控制器15，且液体流量控制器15位于水泵14的后方；第一水合物反应釜3与第二水合物反应釜4之间和第二水合物反应釜4与第三水合物反应釜5之间均设置有背压阀16；第二水合物反应釜4与缓冲罐7之间设置有压缩机17；气液分离器6与第一水合物反应釜3和水合物分解塔8之间均设置有浆液泵18，且浆液泵18位于截止阀13的后方。
本实施例涉及的第一水合物反应釜3、第二水合物反应釜4和第三水合物反应釜5的主体结构相同，均由上部端盖31、中间釜体41和下部釜体51构成，中间釜体41分别与上部端盖31和下部釜体51焊接式或卡箍式连接，上部端盖31的顶部设置有气体出口32，气体出口32靠近上部端盖31的端部设置有捕雾器33，上部端盖31的顶部还设置有电机34，电机34通过减速器35和磁力耦合器36与设置在中间釜体41内的搅拌杆42连接，搅拌杆42上设置有叶片43，搅拌杆42通过连杆44与刮刀45连接，中间釜体41的侧壁设置有低于液面46的水合物浆液出口47，液面46以上部分为气体腔室48，气体腔室48内等间距式设置有若干个喷头49，下部釜体51的底部设置有气体入口52和液体入口53，气体入口52和液体入口53的上方设置有微气泡发生器54。
本实施例涉及的流量分配器1通过气体流量控制器12和单向阀11与第一水合物反应釜3的气体入口52连接；水塔2通过水泵14分别与第一水合物反应釜3、第二水合物反应釜4和第三水合物反应釜5的液体入口53连接；第一水合物反应釜3的气体出口32与第二水合物反应釜4的气体入口52连接，第二水合物反应釜4的气体出口32与第三水合物反应釜5的气体入口52连接，第一水合物反应釜3、第二水合物反应釜4和第三水合物反应釜5的水合物浆液出口47通过截止阀13和浆液泵18与气液分离器6的浆液入口连接；气液分离器6的气体出口通过缓冲罐7和压缩机17分别与第二水合物反应釜4和第三水合物反应釜5的气体入口52连接，气液分离器6的液体出口通过截止阀13和浆液泵18与水合物分解塔8的浆液入口连接；水合物分解塔8的液体出口通过截止阀13和水泵14与水塔2的顶部入口连接。
本实施例涉及的捕雾器33能够降低输出气体中水的含量；搅拌杆42转动时带动叶片43转动，搅拌反应液，增强传热传质，促进水合反应，同时，带动刮刀45转动，及时将附着于内壁上的水合物刮除，避免水合物累积，增强传热；刮刀45沿轴向分布，能够刮除上部端盖31和中间釜体41内壁面上的水合物；水合物浆液出口47设置于液面46以下，接近于液面46的位置，有利于水合物浆液的排出，因为水合物的密度小于水的密度，水合物在溶液中会上浮；液体由喷头49喷出后，形成微液滴，分散于气体腔室48中，能够增加气液接触面积，促进水合反应；下部釜体51的直径由上至下逐渐减小，呈喇叭口形或锥形。
本实施例涉及的一种混合气体连续分离装置使用时，采用夹套的方式制冷，气源通过流量分配器1分为两路，一路通过水塔2前方的单向阀11进入水塔2，使水塔2中的水达到饱和状态，一路通过气体流量控制器12和第一水合物反应釜3前方的单向阀11进入第一水合物反应釜3；水塔2中的水经过水塔2前方的截止阀13和水泵14后，分为两路，一路分别通过液体流量控制器15和液体入口53从底部液体入口53进入第一水合物反应釜3、第二水合物反应釜4和第三水合物反应釜5，一路分别从顶部的喷头49进入第一水合物反应釜3、第二水合物反应釜4和第三水合物反应釜5；第一水合物反应釜3内的气体和液体经过微气泡发生器54后，形成若干个微小的气泡，气泡在持续上升的过程中，发生水合反应，气泡到达气体腔室48后，通过气体出口32和背压阀16进入第二水合物反应釜4，与液体经过微气泡发生器54后形成若干个微小的气泡，气泡在持续上升的过程中，发生水合反应，气泡到达气体腔室48后，通过气体出口32和背压阀16进入第三水合物反应釜5，与液体经过微气泡发生器54后形成若干个微小的气泡，气泡在持续上升的过程中，发生水合反应，气泡到达气体腔室48后，通过气体出口32输出提纯后未参加水合反应的气体；在到达第一水合物反应釜3的气体腔室48内的混合气中，能够参与水合反应的气体成分(CO2或CH4)所占比例降低；到达第二水合物反应釜4的气体腔室48内的混合气中，能够参与水合反应的气体成分所占比例再次降低；在到达第三水合物反应釜5的气体腔室48内的混合气中，能够参与水合反应的气体成分所占比例进一步降低；开启气液分离器6前方的浆液泵18，将第一水合物反应釜3、第二水合物反应釜4和第三水合物反应釜5中的水合物浆液同时抽入气液分离器6，或者，根据需要，通过定时控制气液分离器6后方的截止阀13的通断，将第一水合物反应釜3、第二水合物反应釜4和第三水合物反应釜5中的水合物浆液定时交替抽入气液分离器6；通过定时控制缓冲罐7前方的截止阀13的通断，将气液分离器6分离出的气体定时交替通入第二水合物反应釜4和第三水合物反应釜5，继续与液体经过微气泡发生器54后形成若干个微小的气泡，参与水合反应，其中，第一水合物反应釜3内水合物浆液分离出的气体通入第二水合物反应釜4，第二水合物反应釜4内的水合物浆液分离出的气体通入第三水合物反应釜5，第三水合物反应釜5内的水合物浆液分离出的气体根据需要，通入第三水合物反应釜5或作为提纯后的未参加水合反应的气体由气体出口32输出，作为终端气体，根据提纯纯度选择通入化学吸收法、物理吸收法、低温蒸馏法或膜分离法工艺流程的气体入口，以构成复合的气体分离方案；开启气液分离器6后方的截止阀13和浆液泵18，将气液分离器6分离出的水合物浆抽入水合物分解塔8；开启水合物分解塔8后方的截止阀13和水泵14，将水合物分解塔8分解出的液体抽入水塔2，水合物分解塔8顶部的气体出口输出提纯后的参与水合反应的气体成分。
实施例2：
本实施例涉及的一种混合气体连续分离装置的主体结构与实施例1的主体结构相同，不同之处在于，缓冲罐7仅与第二水合物反应釜4连接，缓冲罐7仅与第二水合物反应釜4之间设置截止阀13；气液分离器6分离出的气体全部通入第二水合物反应釜4，继续与液体经过微气泡发生器54后形成若干个微小的气泡，参与水合反应。
实施例3：
本实施例涉及的一种混合气体连续分离装置的主体结构包括流量分配器1、水塔2、第一水合物反应釜3、第二水合物反应釜4、气液分离器6、缓冲罐7、水合物分解塔8、第二气液分离器9和第二缓冲罐10；流量分配器1分别与水塔2和第一水合物反应釜3连接，第一水合物反应釜3与第二水合物反应釜4连接，水塔2分别与第一水合物反应釜3和第二水合物反应釜4连接，第一水合物反应釜3与气液分离器6连接，气液分离器6分别与缓冲罐7和水合物分解塔8连接，缓冲罐7与第一水合物反应釜3连接，水合物分解塔8与水塔2连接，第二水合物反应釜4与第二气液分离器9连接，第二气液分离器9分别与第二缓冲罐10和水合物分解塔8连接，第二缓冲罐10与第二水合物反应釜4连接。
本实施例涉及的流量分配器1与水塔2和第一水合物反应釜3之间均设置有单向阀11，流量分配器1与第一水合物反应釜3之间还设置有气体流量控制器12，且气体流量控制器12位于单向阀11前方；水塔2与第一水合物反应釜3、第二水合物反应釜4和水合物分解塔8之间、第一水合物反应釜3与气液分离器6之间、第二水合物反应釜4与第二气液分离器9之间、以及气液分离器6和第二气液分离器9与水合物分解塔8之间均设置有截止阀13；水塔2与第一水合物反应釜3、第二水合物反应釜4和水合物分解塔8之间均设置有水泵14，且水泵14位于截止阀13的后方；水塔2与第一水合物反应釜3和第二水合物反应釜4之间均设置有液体流量控制器15，且液体流量控制器15位于水泵14的后方；第一水合物反应釜3与第二水合物反应釜4之间设置有背压阀16；第一水合物反应釜3与缓冲罐7之间和第二水合物反应釜4与第二缓冲罐10之间均设置有压缩机17；第二水合物反应釜4与第二气液分离器9之间、以及气液分离器6与第一水合物反应釜3和水合物分解塔8之间均设置有浆液泵18，且浆液泵18位于截止阀13的后方。
本实施例涉及的一种混合气体连续分离装置使用时，置于冷库中，第一水合物反应釜3内的水合物浆液被抽入气液分离器6；第二水合物反应釜4内的水合物浆液被抽入第二气液分离器9；气液分离器6分离出的气体通过缓冲罐7和压缩机17重新通入第一水合物反应釜3中进行水合反应；第二气液分离器9分离出的气体通过第二缓冲罐10和压缩机17重新通入第二水合物反应釜4中进行水合反应；气液分离器6和第二气液分离器9内的水合物浆液通过水合物分解塔8前方的浆液泵18抽入水合物分解塔8中进行水合物分解。
Claims (10)
1.一种混合气体连续分离装置，其特征在于，主体结构包括流量分配器、水塔、水合物反应釜单元、气液分离器、缓冲罐和水合物分解塔；流量分配器分别与水塔和由N个水合物反应釜串联组成的水合物反应釜单元连接，水塔与水合物反应釜单元连接，水合物反应釜单元与气液分离器连接，气液分离器分别与缓冲罐和水合物分解塔连接，缓冲罐分别与第2个至第N个水合物反应釜连接，水合物分解塔与水塔连接。
2.根据权利要求1所述的混合气体连续分离装置，其特征在于，缓冲罐与第2个至第N个水合物反应釜中的任意一个连接。
3.根据权利要求1或2所述的混合气体连续分离装置，其特征在于，水合物反应釜的主体结构由上部端盖、中间釜体和下部釜体构成，中间釜体分别与上部端盖和下部釜体焊接式或卡箍式连接，上部端盖的顶部设置有气体出口，还设置有电机、减速器和磁力耦合器，电机通过减速器与磁力耦合器连接，中间釜体的侧壁设置有水合物浆液出口，下部釜体的底部设置有气体入口和液体入口，气体入口和液体入口的上方设置有微气泡发生器。
4.根据权利要求3所述的混合气体连续分离装置，其特征在于，气体出口的端部设置有捕雾器；电机通过减速器和磁力耦合器与设置在中间釜体内的搅拌杆连接，搅拌杆上设置有叶片，搅拌杆通过连杆与刮刀连接；水合物浆液出口低于液面，液面以上部分为气体腔室，气体腔室内等间距式设置有若干个喷头。
5.根据权利要求4所述的混合气体连续分离装置，其特征在于，捕雾器用于降低输出气体中水的含量；搅拌杆转动时带动叶片转动，搅拌反应液，增强传热传质，促进水合反应，同时，带动刮刀转动，将附着于内壁上的水合物刮除，避免水合物累积，增强传热；刮刀沿轴向分布，以刮除上部端盖和中间釜体内壁面上的水合物；水合物浆液出口设置于液面以下；液体由喷头喷出后，形成微液滴，分散于气体腔室中，增加气液接触面积，促进水合反应；下部釜体的直径由上至下逐渐减小，呈喇叭口形或锥形。
6.根据权利要求3或4所述的混合气体连续分离装置，其特征在于，流量分配器与第一个水合物反应釜的气体入口连接，第一个水合物反应釜的气体出口与第二个水合物反应釜的气体入口连接，依次串联形成水合物反应釜单元；水合物反应釜的水合物浆液出口与气液分离器的浆液入口连接，水合物反应釜的液体入口与水塔连接；气液分离器的气体出口与水合物反应釜的气体入口连接，气液分离器的液体出口与水合物分解塔的浆液入口连接；水合物分解塔的液体出口与水塔的顶部入口连接。
7.根据权利要求6所述的混合气体连续分离装置，其特征在于，使用时，气源通过流量分配器分为两路，一路进入水塔，使水塔中的水达到饱和状态，一路进入第一个水合物反应釜；水塔中的水从顶部的喷头进入水合物反应釜单元，或从底部的液体入口进入水合物反应釜单元，或分为两路，一路从顶部的喷头进入水合物反应釜单元，一路从底部的液体入口进入水合物反应釜单元；第一个水合物反应釜内的气体和液体经过微气泡发生器后，形成若干个微小的气泡，气泡在持续上升的过程中，发生水合反应，气泡到达气体腔室后，进入第二个水合物反应釜，发生水合反应......最后进入第N个水合物反应釜，发生水合反应，气泡到达气体腔室后，通过气体出口输出提纯后未参加水合反应的气体；水合物反应釜单元中的水合物浆液被同时或者定时交替抽入气液分离器，气液分离器分离出的气体通入与气液分离器连接的水合物反应釜，继续参与水合反应，气液分离器分离出的水合物浆被抽入水合物分解塔，水合物分解塔分解出的液体被抽入水塔，水合物分解塔顶部的气体出口输出提纯后的参与水合反应的气体成分。
8.根据权利要求7所述的混合气体连续分离装置，其特征在于，气源为需要分离的混合气，包括煤气化燃料气和煤层气，当气源为包括煤层气的低压气体时，在流量分配器的前方加设压缩机或气体增压系统，第N个水合物反应釜的气体出口输出N2，水合物分解塔顶部的气体出口输出CH4；当气源为煤气化燃料气时，第N个水合物反应釜的气体出口输出H2，水合物分解塔顶部的气体出口输出CO2；水塔中的水包括含有热力学促进剂，或动力学促进剂，或由热力学促进剂和动力学促进剂组成的混合物的水；微气泡发生器能够使通过的气体形成气泡，增大气液接触面积，增加水合物反应速度，促进水合反应。
9.根据权利要求1所述的混合气体连续分离装置，其特征在于，气液分离器的数量与水合物反应釜的数量相等时，每个水合物反应釜均连接一个气液分离器，每个气液分离器均连接一个缓冲罐；使用时，每个水合物反应釜内的水合物浆液被抽入与其连接的气液分离器内，气液分离器分离出的气体通过缓冲罐重新通入与其连接的水合物反应釜中进行水合反应。
10.根据权利要求3、7、8所述的混合气体连续分离装置，其特征在于，微气泡发生器替换为文丘里喷射器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210247439.9A CN114588766A (zh) | 2022-03-14 | 2022-03-14 | 一种混合气体连续分离装置和方法 |
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|---|---|---|---|
| CN202210247439.9A CN114588766A (zh) | 2022-03-14 | 2022-03-14 | 一种混合气体连续分离装置和方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114588766A true CN114588766A (zh) | 2022-06-07 |
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ID=81808502
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| CN202210247439.9A Withdrawn CN114588766A (zh) | 2022-03-14 | 2022-03-14 | 一种混合气体连续分离装置和方法 |
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|---|---|
| CN (1) | CN114588766A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115160255A (zh) * | 2022-09-06 | 2022-10-11 | 科迈化工股份有限公司 | 一种连续生产2-巯基苯并噻唑的方法及其系统装置 |
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2022
- 2022-03-14 CN CN202210247439.9A patent/CN114588766A/zh not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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