[发明专利]气体液化和分离设备

权利要求书

1.一种用于将一种或多种气体从它们的混合物分离的设备，包括 下述同轴安装的元件：预混腔（1），所述预混腔具有气体流回旋装置 （2）；主次声或超声喷嘴（3），所述主次声或超声喷嘴上附设有工作 段（4）；液相分离装置（5），所述液相分离装置附连于工作段上；次 声扩散器（7），或超声扩散器（6）和次声扩散器（7）的组合；所述 设备被配置成使得所述主次声或超声喷嘴（3）具有如下构造，即所述 主次声或超声喷嘴（3）的入口和出口横截面面积与最小横截面面积之 间的关系确保所述主次声或超声喷嘴的出口处的静态压力和静态温度 符合气体或气体中的目标成分的冷凝条件，工作段（4）的长度确保形 成尺寸大于0.5微米的冷凝液滴并且所述液滴从工作段（4）的轴线区 域朝向液相分离装置（5）的壁漂移以便分离液滴，并且工作段（4） 的孔径张角确保维持气体或气体中的目标成分冷凝的条件；所述设备 设有安置在预混腔（1）中的附加次声或超声喷嘴（8）。

2.根据权利要求1的设备，其特征在于，附加次声或超声喷嘴（8） 被构造成使得所述附加次声或超声喷嘴的出口横截面面积F_{附加喷嘴出口}和主次声或超声喷嘴的出口横截面面积F_{主喷嘴出口}之间的关系满足：

3.根据权利要求1的设备，其特征在于，附加次声或超声喷嘴（8） 以与主次声或超声喷嘴（3）同轴或不同轴的方式安置在预混腔（1） 中。

4.根据权利要求1的设备，其特征在于，附加次声或超声喷嘴（8） 以下述方式安置在预混腔（1）中，即该附加次声或超声喷嘴的入口安 置在气体流回旋装置（2）的上游，并且附加次声或超声喷嘴（8）的 出口只安置在气体流回旋装置（2）的下游。

5.根据权利要求4的设备，其特征在于，附加次声或超声喷嘴的 出口安置在预混腔中。

6.根据权利要求4的设备，其特征在于，附加次声或超声喷嘴（8） 的出口安置在主次声或超声喷嘴（3）的次声部分或超声部分中。

7.根据权利要求1的设备，其特征在于，附加次声或超声喷嘴（8） 的入口连接着外部气体源（12）。

8.根据权利要求1的设备，其特征在于，设有气液分离器（10）， 其入口连接着液相分离装置（5）的出口，并且该分离器的气体出口连 接着附加次声或超声喷嘴（8）的入口。

9.根据权利要求1的设备，其特征在于，主次声或超声喷嘴（3） 的入口横截面面积为其最小横截面面积的至少10倍。