[发明专利]溶剂互换热式气体分离设备

说明书

技术领域

本发明属于溶剂式气体分离技术领域，进一步指一种溶剂互换热式气体分离设备。

背景技术

在化学工业和气体加工工业中，常需要将各种气体进行分离，以应用于各行各业，如氧气、氮气的分离，从混合气中分离CO₂、SO₂、H₂S、NH₃、烃等等，有的分离方法设备复杂、成本高，如低温分解空气中的氧气、氮气、氩气等；有的分离方法分离的气体纯度低，如变压吸附分离法；目前的溶剂分离方法需设置加热器和冷却器，耗能大。总之，目前还没有一种较理想的气体分离方法及设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种溶剂互换热式气体分离设备，它能在常温(0～40℃)、低压(0.2～1.0M Pa)、低耗能条件下，从空气中分离出高纯氧气，从混合气中分离出高纯CO₂、SO₂、H₂S、NH₃、CH₄等气体.

本发明的解决方案如下：本发明由高压溶气塔、低压析气塔、气泵、单向阀、排污塞、电磁阀、手动阀、高压导管、溶剂泵、维修窗口盖板、散热片、真空泵、气液分离器、喷淋器、溶剂、布气器、回流管、溶剂贮槽、压力表组成，高压溶气塔与低压析气塔设置成具有公共面的整体式结构，其布置方式有并列式和内外式，且在公共面处设置散热片或散热管，这种结构可方便高效地将高压溶气塔中溶剂因溶解气体产生的热量传导给低压析气塔中因析出气体而致冷的溶剂，高压溶气塔的内腔下部设置布气器，可使混合气经布气器均匀喷出，以最大限度地被溶剂吸收，高压溶气塔的内腔上部设置喷淋器，可使经它喷出的溶剂呈雾状液珠，让溶剂同混合气充分接触，实现最高效率的吸收，溶剂贮槽通过高压导管串接溶剂泵和单向阀与喷淋器连通，实现将溶剂贮槽中的溶剂泵入喷淋器而进入高压溶气塔内，单向阀的作用是防止溶剂倒流，气泵通过高压导管串接单向阀与布气器连通，实现将混合气泵入高压溶气塔内溶解，高压溶气塔的内腔底部又通过高压导管串接电磁阀和手动阀与低压析气塔的内腔底部连通，实现将高压溶气塔的富液压入低压析气塔，由于低压析气塔是常压和负压，溶剂的溶解度降低，富液就析出所溶解的那种气体，并沿高压导管经电磁阀进入气液分离器，经分离出溶剂后成为一种高纯度的气体，被分离的溶剂沿回流管返回溶剂贮槽，为了将溶剂中的气体析出得更彻底，在电磁阀的两端并联了真空泵，低压析气塔的内腔底部通过串接溶剂泵和单向阀的高压导管与喷淋器连通，将析出了气体的贫液泵入高压溶气塔循环使用，在高压溶气塔中被溶剂溶解后剩余的气体则沿串接了手动阀和电磁阀的高压导管进入气液分离器，经分离出溶剂后成为另一种高纯气体或成为无用气体排空，气液分离器分离出的溶剂沿回流管返回溶剂贮槽。

在高压溶气塔和低压析气塔的底部都设置排污塞，可定期将杂质排放掉，在高压溶气塔和低压析气塔的外壳上都设置有维修窗口并用维修窗口盖板盖住，需维修时打开，正常工作时盖住，为了操作及安全需要，在高压溶气塔上安装了压力表。

本发明的工作原理如下：①将溶剂贮槽中的溶剂泵入喷淋器；②将混合气泵入布气器，让混合气中的某一种气体在高压溶气塔内被溶剂溶解，并放出热量传导给低压析气塔；③将溶解了气体的富液从高压溶气塔输入低压析气塔，富液在低压析气塔内因压力降低析出所溶解的气体，并大量吸收高压溶气塔的热量，由于放出的热量与析出的热量相等，故不需外加热源和冷源；④析出的气体进入气液分离器，分离出溶剂的气体成为高纯单一气体，分离出的溶剂返回溶剂贮槽循环使用；⑤析出了气体的贫液从低压析气塔泵入高压溶气塔再来吸收气体；⑥高压溶气室中被溶解气体后剩余的气体进入气液分离器，分离出溶剂的剩余气有使用价值的可利用，无使用价值的排空，分离的溶剂返回溶剂贮槽循环使用。

本发明的优点是：①由于溶剂的吸热与放热相等，故本发明运行过程中不需外加热源和冷源，只消泵的功率，效率高；②气液分离器的溶剂返回重复使用，溶剂损耗少；③高压溶气塔的压力一般在1.0M Pa以下，属于低压；④常温工作；⑤设备可大可小，适用范围广；⑥可分离的气体种类多。

附图说明

图1为本发明并列式结构的示意图。

图2为本发明内外式结构示意图。

图3为图1(A-A)的剖面图。

图4为图2(B-B)的剖面图。

具体实施方式