一种用于气体分离的水合物膜装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于气体分离的水合物膜装置及方法。该套气体分离装置可用于对CH4/H2、CH4/CO2、CH4/N2、CO2/N2等混合气体的分离。所述方法是将制备的水合物膜管组装到水合物膜分离器中，通入低温混合气到水合物膜分离器中进行气体分离。在分离过程中，该法根据分子尺寸大小和相平衡条件对混合气体进行分离。本发明专利技术的优点是，气体分离效率高，可实现气体连续分离，相较于水合物法分离，其在缩短分离时间的同时提高分离选择性。的同时提高分离选择性。的同时提高分离选择性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于气体分离的水合物膜装置及方法


[0001]本专利技术涉及气体分离提纯领域，具体是一种用于气体分离的水合物膜装置及方法。

技术介绍

[0002]相较于传统化石能源，沼气等清洁能源受到人们的广泛关注，但混合气体中的CO2的存在会大大降低能源的热值，而且CO2和水会形成酸性物质腐蚀管道，会给气体开采和运输带来较大危害，所以要在燃烧前进行分离除去杂气；此外，燃烧后不可避免地产生的CO、CO2等气体大量排到空气中时，也会加剧温室效应；另一方面，氢气作为绿色和可再生能源载体，可以成为化石燃料的有效替代品，但氢气生产过程中的纯化和储运等技术难题也限制着其应用；氦气、氩气等惰性气体在工业发展中也起到重要作用，气体分离工艺是目前的一个研究热点。
[0003]水合物法作为一种新型的气体分离工艺，其是根据不同气体分子与水分子结合生成水合物的条件差异来进行分离，容易生成水合物的气体富集于水合物相，而难生成水合物的气体则富集于气相，从而实现气固两相分离。相较于传统的气体分离技术，水合物法具备对环境友好、反应条件温和、应用气体范围广等特点。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于气体分离的水合物膜装置，其特征在于，包括气体钢瓶(1)、气体缓冲罐(4)、第一温度传感器(7)、第一三通阀(8)、第一压力传感器(9)、第二截止阀(10)、第二三通阀(11)、第二压力传感器(12)、第二温度传感器(13)、水合物膜分离器(14)、第一产品气罐(17)、第二产品气罐(19)、循环水浴(20)、电脑(21)和数据采集仪(22)；所述气体钢瓶(1)通过管道与气体缓冲罐(4)连接，所述气体缓冲罐(4)上设置有第一温度传感器(7)，所述气体缓冲罐(4)顶部通过管道与水合物膜分离器(14)的进气管口连接，所述气体缓冲罐(4)与水合物膜分离器(14)之间的管道上设置有第一三通阀(8)、第二截止阀(10)和第二三通阀(11)；所述水合物膜分离器(14)顶部设置有第二温度传感器(13)；所述水合物膜分离器(14)的侧出气管口与第二产品气罐(19)连接；所述水合物膜分离器(14)底部出口通过管道与第一产品气罐(17)连接；所述第一三通阀(8)与第一压力传感器(9)连接，所述第二三通阀(11)与第二压力传感器(12)连接，所述第一温度传感器(7)、第一压力传感器(9)、第二压力传感器(12)和第二温度传感器(13)分别与数据采集仪(22)连接，所述数据采集仪(22)与电脑(21)连接；所述冷却夹套(5)进液口和出液口通过管道与循环水浴(20)连接，所述膜组件冷却夹套(15)进液口和出液口通过管道与循环水浴(20)连接；该装置用于实现对CH4/H2、CH4/CO2、CH4/N2、CO2/N2混合气的分离功能。2.如权利要求1所述用于气体分离的水合物膜装置，其特征在于，所述的气体缓冲罐(4)的外层有冷却夹套(5)，所述气体缓冲罐(4)的顶部设置有放空阀(6)。3.如权利要求1所述用于气体分离的水合物膜装置，其特征在于，所述的水合物膜分离器(14)由膜组件冷却夹套(15)、膜组件(23)、封头(24)、进气管(25)、挡板(26)、水合物膜管(27)、垫圈(28)和出气口(29)组成；所述挡板(26)对水合物膜管(27)起支撑作用，所述垫圈(28)对水合物膜管(27)起密封作用，原料气从进气管(25)进入，渗透穿过水合物膜管(27)后从出气口(29)排出；所述水合物膜分离器(14)的外层设置于膜组件冷却夹套(15)；所述的膜组件(23)与封头(24)通过螺纹相连接，封头(24)顶部开有温度螺纹孔。4.如权利要求3所述用于气体分离的水合物膜装置，其特征在于，所述的垫圈(28)选自硅橡胶垫圈，四氟石墨垫圈或氟胶垫圈。5.如权利要求3所述用于气体分离的水合物膜装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王燕鸿，陆锦锋，樊栓狮，郎雪梅，李刚，王盛龙，于驰，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：