CN116948713A - 多级水合物-膜法耦合的连续气体分离系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多级水合物法联合膜法的气体连续分离系统。该系统包括：水合物生成环道，入口设有扰动装置；水合物生成环道包括N级，水合物生成环道上设有N级旋流分离器，水合物生成环道和旋流分离器数量相等，且间隔设置；水合物分解系统，水合物分解系统设有第一出口与第二出口，第一出口与进水单元相连，并与扰动装置的进液口相连；膜分离单元，其与第N级旋流分离器的第一出口相连接，膜分离单元设有产品气出口。本发明系统采用多级分离工艺，避免了采用单级分离时达不到要求的分离效果。本发明能够实现气体的高效连续分离。本发明公开了一种。本发明的催化剂具有活性组分和助剂组分不易流失的特点，能够提高催化剂的使用寿命，大幅度提高催化剂的利用率。

Description

多级水合物-膜法耦合的连续气体分离系统

技术领域

本发明涉及水合物法技术利用领域，具体涉及一种水合物-膜法耦合的连续气体分离系统。

背景技术

天然气水合物在地球上储存丰富，是世界上重要的潜在能源，在能源危机的时代背景下，其调查与研究已经成为全球的热点。它是在高压低温下由水和天然气组成的类冰状的结晶化合物。随着对水合物基本物性、微观结构、热力学和动力学等特性研究的不断深入，人们陆续在冻堵带和海洋深处发现了储量丰富的天然气水合物，在全世界引起了高度的重视。天然气水合物除了可以作为潜在的清洁能源以外，人们发现水合物利用技术，还能够成为造福人类的一项新技术。

基于水合物的气体分离过程已经得到广泛的研究，但是基于水合物的气体分离方法也有其自身的问题，首先，目前大多数研究都是基于实验室规模的小型设备进行的。并且上述研究都是使用间歇式或半间歇式分离方法进行的。在间歇式操作中，连续生产纯化气体需要两套或更多套反应器，不能同时从形成水合物的反应器中取出气相，气体分离不能连续进行操作，并且形成水合物的水溶液没有循环再次使用。其次水合物的形成随着分离目标气体浓度的减少，分离条件变得更为苛刻。简言之，单一的基于水合物的气体分离技术无法完全从混合气体中捕获目标气体。另外，采用气体水合物的单级分离往往达不到工业需求。因此为了将基于水合物的气体分离技术应用于工业，有必要开发分级连续气体分离工艺和水合物法与其他分离方法耦合的新的分离方法。

目前，专利CN106474904A申请了一种水合物法联合化学吸收法的CO₂气体分离装置及方法，将水合物法和化学吸收相结合，能够实现CO₂的高效连续分离。虽然该方法能耗较低，但是水合物反应不充分。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种多级水合物-膜法耦合的连续气体分离系统，用于分离A/B气体。不同气体生成水合物的条件不同，当气体混合物A/B生成水合物时，容易生成水合物的组分A会在水合物相富集，从而实现了气体的分离。该方法将水合物法与膜法耦合实现了贫A水合分离和富A分离的耦合。过程采用多级分离工艺，避免了采用单级分离时达不到要求的分离效果。并且过程采用的旋流混合器能够增加气液传质，使水合物高效生成。不同管径的螺旋管道不仅增强了径向混合而且产生了Dean涡，促进了混合。该发明能够实现气体的高效连续分离。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种多级水合物-膜法耦合的连续气体分离系统。

本发明提供的一种多级水合物法-膜法耦合的连续气体分离系统，包括：

水合物生成环道，其入口设有扰动装置；所述水合物生成环道包括N（N>1）级，水合物生成环道上设有N（N为>1的整数）级旋流分离器，水合物生成环道和旋流分离器数量相等，且间隔设置；第一级旋流分离器的进口同第一级水合物生成环道的出口相连；第N-n（n=1、2……N-2、N-1）级的旋流分离器的第一出口与第N-n+1（n=1、2……N-2、N-1）级的管式反应环道的进口相连，第N-n（n=1、2……N-2、N-1）级旋流分离器的第二出口与水合物分解系统（模块）的进口相连，第N级旋流分离器的第一出口与膜分离单元相连；第N级旋流分离器的第二出口与水合物分解系统的进口相连；第N-m（m=0、1、2……N-2）管式反应环道的进口各自独立地与水合物分解系统的第一出口相连；

水合物分解系统，水合物分解系统设有第一出口与第二出口，第一出口与进水单元相连，并与扰动装置的进液口相连；

膜分离单元，其与第N级旋流分离器的第一出口相连接，膜分离单元设有产品气出口。

进一步，上述技术方案中，本发明的水合物法联合膜法气体连续分离系统还包括：回收单元，其用于回收膜分离单元和水合物分解模块的非产品气体。

进一步，上述技术方案中，水合物生成环道为管式反应环道。

进一步，上述技术方案中，水合物生成环道外部设有环道温度控制系统（即保温装置）。环道控制系统主要用于提供环道管段的温度，如可以采用高低温一体化浴槽，工作温度-20~90℃，具有过热保护、过载保护等。

进一步，上述技术方案中，水合物生成环道设有观察视窗，观察视窗耐压大于或等于20MPa。观察视窗主要用于观察环道系统中的流动情况和水合物的形成情况。

进一步，上述技术方案中，水合物生成环道设有定量注剂模块，定量注剂模块向水合物生成环道注入水和促进剂，定量注剂模块与水合物分解模块的液体出口相连接。

进一步，上述技术方案中，定量注剂模块包括大流量平流泵和柱塞泵。

进一步，上述技术方案中，促进剂为四氢呋喃和/或四丁基溴化铵。

进一步，上述技术方案中，所述扰动装置的进气口与进气单元相连，进气单元扰动装置进气口之间设有应急排放单元和背压单元。

进一步，上述技术方案中，进气单元可以为气瓶，当气瓶的压力不足时，气瓶通过气体增压泵与扰动装置的进气口相连接。

进一步，所述的扰动装置包括：

混合筒体，其设有进液口和出液口；

至少两个旋流混合器，其沿周向均匀设置在混合筒体内，旋流混合器上部设有沿切向的气体进口，下部设有液体进口，上部中心设有出口；

以及混合管道，其与旋流混合器的出口相连接，混合管道包括：圆心管，其为竖直设置的直管；多个螺旋管，其分为多层缠绕设置在圆心管外，多个螺旋管的管径从内层向外层逐渐增大，每一个螺旋管内间隔设置多组阻流组件；外套管，其套设在最外层的螺旋管外；

以及导流弯管，其沿外套管向上延伸后朝向混合筒体的轴线水平延伸。

进一步，上述技术方案中，相邻的两组阻流组件之间相隔1/4螺旋。

进一步，上述技术方案中，每一组阻流组件包括偶数个阻流柱，每一个阻流柱的轴向沿螺旋管的横截面的径向设置，偶数个阻流柱对称地分布在螺旋管的横截面上。

进一步，上述技术方案中，阻流柱的截面形状为圆形、三角形、T字型或梯形。

进一步，上述技术方案中，阻流柱的长度为相应的螺旋管的管径的1/4~1/3。

进一步，上述技术方案中，阻流柱的宽度为相应的螺旋管的管径的0.1~0.3倍。

进一步，上述技术方案中，最外层的螺旋管的管径与圆心管的直径相同。

进一步，上述技术方案中，旋流混合器为偶数个。

进一步，上述技术方案中，旋流混合器上部设有蜗形通道，蜗形通道与气体进口相连接；混合管道的外套管的管径小于旋流混合器的出口的口径。

进一步，上述技术方案中，旋流混合器的液体进口连接导液弯管，液体沿水平方向进入导液弯管后向上进入旋流混合器。

进一步，所述旋流混合器包括锥形筒体、与所述锥形筒体的上边沿相连接的直筒体以及设置在所述直筒体的上边沿的导向蜗形管；其中，在所述导向蜗形管的第一端构造有气体进气口，在所述导向蜗形管的中心构造有混合流体出口。

其中，在所述锥形筒体的下端构造有通口，所述旋流混合器还包括导向弯管，其中，所述导向弯管的第一端与所述通口连通，所述导向弯管的第二端构造有液体进口。

其中，所述锥形筒体与所述直筒体共同构造成旋流混合器本体，在所述导向蜗形管的上端设有与所述旋流混合器本体的内腔相连通的混合筒体，在所述混合筒体的内部构造有混合室，在所述混合管道的上端设有混合流体出口弯管。

其中，所述混合管道的内径小于所述混合流体出口的口径。

其中，所述混合管道由两个不同管径的直管组成，形成一个套管，套管内由不同管径的螺旋管道组成。螺旋管道的直径从内向外管径逐渐扩大。当流体流经螺旋管道时，由于流体因垂直于流体流动方向的压力梯度不平衡及离心力的作用产生两个旋转方向相反的漩涡，产生二次流，形成Dean涡，管内速度场、压力场发生变化。它是发生在垂直于主流方向中的一种伴流流动，Dean涡的产生使流体运动过程中阻力产生的能量损耗增大，提高流体的传质和传热性能，增强了流体的混合。

水合物生成环道主要用于水合物的生产，管式反应环道采用可拆换设计，可以在不同管径之间自由更换。管道承压：15MPa，工作温度：-20~90℃，材质：316不锈钢。所有管道外部均设有保温装置，以保持温度恒定。

进一步，旋流分离器主要用于将管式反应环道生成的水合物进行气液分离。

进一步，其中水合物分解系统用于将产生的水合物浆液进行化解。

进一步，其中膜分离单元用于将产生的贫气体进行进一步的分离。

进一步，所述的回收单元，用于回收环道系统和分离后反应气体。以免污染环境。该系统包括若干截止阀和气体增压泵。

与现有技术相比，本发明具有如下一个或多个有益效果：

1. 本发明气液分离系统，其中的扰动装置通过混合筒体、旋流混合器、混合管道和导流弯管的多级配合混合，经过旋流混合器混合后的流体向上进入混合管道，混合管道中不同管径的螺旋管不仅增强了径向混合，而且产生了迪恩涡，管内湍动得以增强；螺旋管内设置阻流组件，将迪恩涡分离，并形成交替的反向分离涡，促进气液接触混合，能够增加气液传质；多股流体由导流弯管向中心喷出撞击，撞击瞬间达到极高的相间相对速度，强化相间传递，进而提高水合物的生成效率。

2. 螺旋管中的迪恩涡的强度与螺旋管的内径和螺旋直径相关。本发明中多个螺旋管的管径从内层向外层逐渐增大，螺旋直径从内层向外层也是逐渐增大的。因此，不同管径的螺旋管产生的迪恩涡的旋涡强度相当，增加了流体的高效混合。介质流经不同管径的螺旋管的时间不同，在一定程度上增加了沿轴向的子混合。

3. 本发明的水合物法联合膜法的气体连续分离系统，实现了贫气水合分离和富气膜分离的耦合，能够弥补单纯水合物法对低浓度气体分离效率不高、需要额外加压等问题，本发明的系统包括生成、分离和化解整个过程，实现了气体连续分离，易于规模化、工业化应用。

4. 通过水合物生成环道，提高气液接触停留时间，气液界面更新速度快，有利于水合物的连续高效快速生成。

上述说明仅为本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本发明的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。

附图说明

图1是根据本发明的一实施方式的水合物法联合膜法的气体连续分离系统的示意图。

图2是根据本发明的一实施方式的混合管道的俯视结构示意图。

图3是根据本发明的一实施方式的螺旋管的结构示意图。

图4是根据本发明的一实施方式的螺旋管的横截面的示意图，其中示出该截面上的一组阻流组件。

图5是根据本发明的一实施方式的旋流混合器及混合管道的结构示意图。

主要附图标记说明：

10-气瓶，11-气体增压泵，12-应急排放单元，13-背压单元，20-扰动装置，21-混合筒体，22-旋流混合器，221-气体进口，222-蜗形通道，223-导液弯管，224-出口，23-混合管道，231-圆心管，232-螺旋管，2321-阻流柱，233-外套管，24-导流弯管，30-水合物生成环道，31-保温装置，331-大流量平流泵，332-水，333-柱塞泵，334-促进剂，40-三相分离器，50-水合物分解模块，51-磁力循环泵，60-膜分离单元，61-产品气出口，70-回收单元。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其他元件或其他组成部分。

在本文中，为了描述的方便，可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”等，来描述一个元件或特征与另一元件或特征在附图中的关系。应理解的是，空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外物件在使用或操作中的不同方向。例如，如果在图中的物件被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下”的元件将取向在元件或特征的“上方”。因此，示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。物件也可以有其他取向（旋转90度或其他取向）且应对本文使用的空间相对术语作出相应的解释。

在本文中，术语“第一”、“第二”等是用以区别两个不同的元件或部位，并不是用以限定特定的位置或相对关系。换言之，在一些实施例中，术语“第一”、“第二”等也可以彼此互换。

如图1所示，所述水合物生成环道30包括N（N>1）级，水合物生成环道上设有N（N为>1的整数）级旋流分离器40，水合物生成环道30和旋流分离器40数量相等且间隔设置；第一级旋流分离器的进口同第一级水合物生成环道的出口相连；第N-n（n=1、2……N-2、N-1）级的旋流分离器的第一出口与第N-n+1（n=1、2……N-2、N-1）级的管式反应环道的进口相连，第N-n（n=1、2……N-2、N-1）级旋流分离器的第二出口与水合物分解系统（模块）的进口相连，第N级旋流分离器的第一出口与膜分离单元60相连；第N级旋流分离器的第二出口与水合物分解系统50的进口相连；第N-m（m=0、1、2……N-2）管式反应环道的进口各自独立地与水合物分解系统的第一出口相连；水合物分解系统50设有第一出口与第二出口，第一出口与进水单元相连，并与扰动装置的进液口相连；膜分离单元的入口与第N级旋流分离器的第一出口相连接，膜分离单元设有产品气出口61。

进一步，上述技术方案中，水合物生成环道为管式反应环道。

进一步，上述技术方案中，水合物生成环道外部设有保温装置。

进一步，上述技术方案中，水合物生成环道设有观察视窗，观察视窗耐压大于或等于20MPa。

结合图2-4所示，根据本发明具体实施方式的扰动装置20包括混合筒体21、至少两个旋流混合器22、混合管道23和导流弯管24。混合筒体21设有进液口和出液口，至少两个旋流混合器22沿周向均匀设置在混合筒体21内。旋流混合器22上部设有沿切向的气体进口221，下部设有液体进口，上部中心设有出口224。混合管道23与旋流混合器22的出口相连接。在本发明的一个或多个实施方式中，混合管道23由内至外依次包括圆心管231、多个螺旋管232和外套管233。圆心管231为竖直设置的直管，多个螺旋管232分为多层缠绕设置在圆心管231外，多层螺旋管232的管径从内层向外层逐渐增大，外套管233为套设在最外层的螺旋管232外的直管。每一个螺旋管232内间隔设置多组阻流组件。导流弯管24沿外套管233向上延伸后朝向混合筒体21的轴线水平延伸，由各个导流弯管24喷出的流体发生撞击，强化相间传递。

进一步，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，相邻的两组阻流组件之间相隔1/4螺旋，即螺旋管232每旋转90°的位置上设置一组阻流组件。进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，每一组阻流组件可以为偶数个阻流柱2321，每一个阻流柱2321的轴向沿螺旋管232的横截面的径向设置，每一组阻流组件的偶数个阻流柱2321对称地分布在螺旋管232的横截面上。在图4所示的实施方式中，每一组阻流组件包括四个均匀分布在螺旋管232的横截面上的阻流柱2321，相邻的两个阻流柱2321相隔90°，应了解的是，本发明并不以此为限。阻流柱2321的设置方向均垂直于螺旋管232中主流体的流动方向。当流体流经螺旋管时，由于流体垂直于流动方向的压力梯度不平衡及离心力的作用产生两个旋转方向相反的旋涡，产生二次流，形成迪恩涡，螺旋管内速度场、压力场发生变化，其为发生在垂直于主流方向中的一种伴流流动。迪恩涡的产生提高了流体的传质和传热性能，增强气液接触和混合。迪恩数是描述流体流动过程中离心力和黏性力的关系的，可以用来表征迪恩涡的强度。迪恩数与螺旋管的管径和螺旋直径相关，螺旋管采用管径由内至外逐渐变大的设计，螺旋直径同样由内到外逐渐变大，从而使得多层螺旋管产生的旋涡强度相当，促进了流体的高效混合。螺旋管中设有对称分布的阻流柱，将螺旋管道中产生的两个迪恩涡进行分离，打乱迪恩涡对流体的扰动。阻流柱后侧形成交替的反向旋涡，即分离涡，阻流柱的分离作用通过再分配使流体实现充分接触，进一步强化混合。随后流体再次由于螺旋管二次流的影响形成迪恩涡，然后经阻流柱形成分离涡，如此反复通过螺旋管。不同湍流强度的气液混合介质流经混合管道的时间不同，从而增加了沿轴向的子混合。

进一步，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，阻流柱2321的截面形状为圆形、三角形、T字型或梯形。应了解的是，本发明并不以此为限，阻流柱2321的形状可以根据实际需要进行选择。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，阻流柱2321的长度为相应的螺旋管232的直径的1/4~1/3。进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，阻流柱2321的宽度为相应的螺旋管232的直径的0.1~0.3倍。阻流柱2321的宽度是指迎流面的宽度，例如，当阻流柱为圆柱时，其宽度为圆柱的直径，当阻流柱为三角柱时，其宽度为迎流面的底边长度。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，最外层的螺旋管232的管径与圆心管231的直径相同。

结合图5所示，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，旋流混合器22为偶数个。在本发明的一个或多个示例性实施方式中，旋流混合器22上部设有蜗形通道222，蜗形通道222与气体进口221相连接。进一步，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，旋流混合器22的液体进口连接导液弯管223，液体沿水平方向进入导液弯管223后向上进入旋流混合器22。混合气体通过旋流混合器22的切向设置的气体进口221进入蜗形通道222，沿旋流混合器22的内壁自上而下高速螺旋运动，旋流混合器22的中心轴处形成低压区，将液体由液体进口吸入旋流混合器22，并带动流体在旋流混合器22中收缩向中心流动，向上形成上升的二次内旋涡流由由旋流混合器22的出口进入混合管道23。示例性地，混合管道23的外套管233的管径小于旋流混合器22的出口224的口径，在变径处流体摩擦和碰撞急速增加，产生局部的压力损失，形成涡流紊动。

如图1所示，在本发明的一个或多个实施方式中，水合物法联合膜法连续的气体分离系统还包括回收单元70，其用于回收膜分离单元60和水合物分解系统50的非产品气体，以免污染环境。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，水合物生成环道30可以为管式反应环道。优选而非限制性地，管式反应环道设置为可拆换设计，可以在不同管径之间方便更换，管道承压为15MPa，工作温度为-20~90℃，管式反应环道可以由316不锈钢制成，本发明并不以此为限。进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，水合物生成环道30外部设有保温装置32，以保持温度恒定。示例性地，保温装置32可以为高低温一体化浴槽，工作温度为-20~90℃，并且具有过热保护、过载保护等功能。进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，水合物生成环道30设有观察视窗，观察视窗耐压大于或等于20MPa。观察视窗主要用于观察水合物生成环道30中的流动情况和水合物的形成情况。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，水合物生成环道30设有定量注剂模块，定量注剂模块通过柱塞泵333向水合物生成环道30注入促进剂334，通过大流量平流泵331向水合物生成环道30注入水332，定量注剂模块可以与水合物分解模块50的液体出口相连接，实现系统中水的循环利用。应了解的是，本发明并不以此为限，具体采用的泵的类型可以根据实际需要选择。进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，促进剂333可以为四氢呋喃和/或四丁基溴化铵，本发明并不以此为限。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，进气单元的气瓶10与扰动装置20的进气口之间设有应急排放单元12和背压单元13。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，当气瓶10的压力不足时，气瓶10通过气体增压泵11与扰动装置20的进气口相连接。

实施例1

本实施例的连续气体分离系统如图1~5所示，其工作流程如下：

气瓶10中的A/B混合气体通过旋流混合器的气体进口221进入，A/B混合气体入两个旋流混合器22，水合物分解系统的循环液体通过其第一出口经磁力循环泵51泵入混合筒体21。A/B混合气体以一定的速度切向进入旋流混合器22，沿内壁做高速自上而下螺旋运动，旋流混合器22的中心轴处形成低压区，将液体由液体进口吸入旋流混合器22，并带动流体在旋流混合器22中收缩向中心流动，向上形成上升的二次内旋涡流由由旋流混合器22的出口进入混合管道23。混合管道23的外套管233的管径小于旋流混合器22的出口224的口径，在变径处流体摩擦和碰撞急速增加，产生局部的压力损失，形成涡流紊动。经混合管道23混合后的流体由导流弯管24喷出，在混合筒体21中相向撞击混合，撞击混合后的流体落入混合筒体21的液体中。循环过程中，混合筒体21中的液面高于旋流混合器22的导液弯管223。经扰动装置20混合后的流体进入水合物生成环道30进行水合物的生成，定量注剂模块向扰动装置20定量补充水332和促进剂334，以确保系统的连续循环。水合物生成环道30中生成的A水合物与一部分未反应的A/B混合气体一起进第一级旋流分离器40。A水合物和A/B混合气体在第一级旋流分离器中进行分离后，A/B混合气体经第一级旋流分离器40的第二出口进入下一级水合物生成环道30，第N级旋流分离器的气体经第一出口进入膜分离单元60，A水合物及其浆液经第N级旋流分离器的第二出口进入水合物分解模块单元。含有低浓度A气体的A/B混合气体进入膜分离单元60进行分离后，A气体进入回收单元70进行回收，B气体经膜分离单元60的产品气出口61排出收集。A水合物及其浆液在水合物分解模块50中分解为A气体和水或者促进剂溶液，A气体进入回收单元70进行回收，水或者促进剂溶液进入定量注剂模块进行循环利用。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。针对上述示例性实施方案所做的任何简单修改、等同变化与修饰，都应落入本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种多级水合物法联合膜法的气体连续分离系统，其特征在于，包括：

水合物生成环道，其入口设有扰动装置；所述水合物生成环道包括N级，水合物生成环道上设有N级旋流分离器，水合物生成环道和旋流分离器数量相等，且间隔设置；第一级旋流分离器的进口同第一级水合物生成环道的出口相连；第N-n级的旋流分离器的第一出口与第N-n+1级的管式反应环道的进口相连，第N-n级旋流分离器的第二出口与水合物分解模块的进口相连，第N级旋流分离器的第一出口与膜分离单元相连；第N级旋流分离器的第二出口与水合物分解系统的进口相连；第N-m级管式反应环道的进口各自独立地与水合物分解系统的第一出口相连；

水合物分解系统，水合物分解系统设有第一出口与第二出口，第一出口与进水单元相连，并与扰动装置的进液口相连；

膜分离单元，其与第N级旋流分离器的第一出口相连接，膜分离单元设有产品气出口；

其中，N为>1的整数，n=1、2……N-2、N-1，m=0、1、2……N-2。

2.按照权利要求1所述的气体连续分离系统，其特征在于，所述系统还包括：回收单元，其用于回收膜分离单元和水合物分解模块的非产品气体。

3.按照权利要求1所述的气体连续分离系统，其特征在于，水合物生成环道为管式反应环道，水合物生成环道外部设有保温装置。

4.按照权利要求1所述的气体连续分离系统，其特征在于，所述扰动装置包括：

混合筒体，其设有进液口和出液口；至少两个旋流混合器，其沿周向均匀设置在混合筒体内，旋流混合器上部设有沿切向的气体进口，下部设有液体进口，上部中心设有出口；以及混合管道，其与旋流混合器的出口相连接，混合管道包括：圆心管，其为竖直设置的直管；多个螺旋管，其分为多层缠绕设置在圆心管外，多个螺旋管的管径从内层向外层逐渐增大，每一个螺旋管内间隔设置多组阻流组件；外套管，其套设在最外层的螺旋管外；以及导流弯管，其沿外套管向上延伸后朝向混合筒体的轴线水平延伸。

5.按照权利要求4所述的气体连续分离系统，其特征在于，相邻的两组阻流组件之间相隔1/4螺旋。

6.按照权利要求4所述的气体连续分离系统，其特征在于，每一组阻流组件包括偶数个阻流柱，每一个阻流柱的轴向沿螺旋管的横截面的径向设置，偶数个阻流柱对称地分布在螺旋管的横截面上。

7.按照权利要求4所述的气体连续分离系统，其特征在于，阻流柱的截面形状为圆形、三角形、T字型或梯形。

8.按照权利要求4所述的气体连续分离系统，其特征在于，阻流柱的长度为相应的螺旋管的管径的1/4~1/3，阻流柱的宽度为相应的螺旋管的管径的0.1~0.3倍。

9.按照权利要求4所述的气体连续分离系统，其特征在于，最外层的螺旋管的管径与圆心管的直径相同。

10.按照权利要求4所述的气体连续分离系统，其特征在于，所述扰动装置的进气口与进气单元相连，进气单元扰动装置进气口之间设有应急排放单元和背压单元。

11.按照权利要求1所述的气体连续分离系统，其特征在于，所述旋流混合器上部设有蜗形通道，所述蜗形通道与所述气体进口相连接；所述混合管道的外套管的管径小于所述旋流混合器的出口的口径。

12.按照权利要求1所述的气体连续分离系统，其特征在于，所述旋流混合器的液体进口连接导液弯管，液体沿水平方向进入所述导液弯管后向上进入所述旋流混合器。

13.按照权利要求1所述的气体连续分离系统，其特征在于，所述水合物生成环道设有定量注剂模块，所述定量注剂模块向所述水合物生成环道注入水和促进剂，所述定量注剂模块与所述水合物分解模块的液体出口相连接。

14.按照权利要求13所述的气体连续分离系统，其特征在于，所述定量注剂模块包括大流量平流泵和柱塞泵。

15.按照权利要求13所述的气体连续分离系统，其特征在于，所述促进剂为四氢呋喃和/或四丁基溴化铵。

16.按照权利要求10所述的气体连续分离系统，其特征在于，所述进气单元与所述分离器的第一入口之间设有应急排放单元和背压单元。

17.按照权利要求10所述的气体连续分离系统，其特征在于，所述进气单元为气瓶，当所述气瓶的压力不足时，所述气瓶通过气体增压泵与所述分离器的第一入口相连接。