[發明專利]一種混合氣體的提純方法及裝置

有效

• 申請號: 201310322956.9
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103372362A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 趙建忠;梁海峰;田雅琴;程文萍
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B01D53/00
• 分類號: B01D53/00;B01J19/24
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

1.一種混合氣體的提純方法，其特征在于：

提供兩條反應支路，每條反應支路中均設置為交替進行混合氣體的水合反應和分解反應，且當一條反應支路上進行水合反應時另一條反應支路上進行分解反應；

一條支路上進行水合反應所釋放的反應熱提供給另一條反應支路進行分解反應；

其中，混合氣體中的待分離氣體與水發生水合反應，生成水合物，使得待分離氣體與其它混合氣體分離；所述水合物分解，得到提純后的所述待分離氣體。

2.根據權利要求1所述的混合氣體的提純方法，其特征在于：所述方法包括下述步驟：

步驟A、提供第一反應支路和第二反應支路；

步驟B、將待提純的混合氣體進行加壓、降溫處理；

步驟C、將處理后的混合氣體通入第一反應支路，所述混合氣體中的待分離氣體在第一反應支路內進行水合反應，生成第一支路水合物，其他混合氣體排出；

步驟D、將處理后的混合氣體通入第二反應支路，所述混合氣體中的待分離氣體在第二反應支路內進行水合反應，生成第二支路水合物，其他混合氣體排出，同時，對第一反應支路內生成的所述第一支路水合物進行降壓處理并吸收第二反應支路中進行水合反應所釋放的反應熱，使得所述第一支路水合物發生分解反應，分解出所述待分離氣體；

步驟E、將處理后的混合氣體通入第一反應支路，所述混合氣體中的待分離氣體在第一反應支路內進行水合反應，生成第一支路水合物，其他混合氣體排出，同時，對第二反應支路內生成的所述第二支路水合物進行降壓處理并吸收第一反應支路中進行水合反應所釋放的反應熱，使得所述第二支路水合物發生分解反應，分解出所述待分離氣體；

步驟F、重復進行步驟D和步驟E。

3.根據權利要求2所述的混合氣體的提純方法，其特征在于：所述待分離氣體為甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、異丁烷、正丁烷、氮氣、二氧化碳、硫化氫、或氫氣。

4.一種用于實現權利要求1-3任一所述方法的混合氣體的提純裝置，其特征在于，所述提純裝置包括反應器（7）；

所述反應器（7）具有兩條反應支路，每條反應支路上均設置有進氣口和出氣口；

每條反應支路上分別設置為適于交替地進行水合反應和分解反應；

反應支路之間通過支路側壁進行熱交換，一條反應支路上發生水合反應釋放的反應熱傳遞給另一條反應支路中的水合物進行分解反應。

5.根據權利要求4所述的混合氣體的提純裝置，其特征在于，所述提純裝置還包括氣體增壓裝置、氣體降溫裝置和負壓抽氣裝置，所述氣體增壓裝置、氣體降溫裝置、反應器和負壓抽氣裝置依次通過管路連接；

所述氣體增壓裝置為壓縮機（12），用于將待提純的混合氣體進行加壓處理；

所述氣體降溫裝置為冷水池（11），用于將待提純的混合氣體進行降溫處理；

所述負壓抽氣裝置為負壓抽氣泵（3），用于為所述分解反應提供負壓環境，加快所述分解反應的反應速度。

6.根據權利要求5所述的混合氣體的提純裝置，其特征在于：所述反應器（7）包括殼體、設置于殼體上的殼內進口（6）、殼內出口（8）、管束進口（9）、管束出口（5）以及設置于殼體內部的管束（14），

所述殼體與所述管束（14）之間形成殼內空間（17），所述管束（14）內形成管束內空間（16）；

所述管束進口（9）、管束內空間（16）和管束出口（5）形成第一反應支路，所述殼內進口（6）、殼內空間（17）和殼內出口（8）形成第二反應支路；

所述第一反應支路和所述第二反應支路之間相互隔絕。

7.根據權利要求6所述的混合氣體的提純裝置，其特征在于：

所述反應器（7）與冷水池（11）之間設置有進口換向閥（10），所述進口換向閥（10）的輸入端與所述冷水池（11）連接，兩個輸出端分別連接殼內進口（6）和管束進口（9）；

所述反應器（7）與所述負壓抽氣泵（3）之間設置有出口換向閥（4），所述出口換向閥（4）的兩個輸入端分別連接殼內出口（8）和管束出口（5），兩個輸出端分別連接負壓抽氣泵（3）和尾氣出口（2）。

8.根據權利要求6所述的混合氣體的提純裝置，其特征在于：所述管束內空間（16）和殼內空間（17）填充有預先經水溶液潤濕的多孔層。