待第一水合塔3中的水大部分生成水合物后(压力突降停止)，停止空气通入气相气体富含氮气，从第一水合塔3气体释放回收口排出，即为富氮空气，含氮量为89.50mol % ;第二氧气浓度检测器16检测到含氮量为85.75mol%。一级水合后得到的富氮空气的氮含量增加了 8.54%。
[0064]2)第一水合塔3中生成的水合物富含氧气，经过第一水合塔3的水合物浆液输出口排入第一分解塔6中，在第一分解塔6升温(一般到20摄氏度左右就会分解，结合相平衡，不同压力下的分解温度不同，实际操作是观察压力的突升点，所以直接表示为升温使水合物分解)分解富含氧气的水合物，得到富氧空气和残液(水和水合促进剂)，从第一分解塔6富氧空气释放回收口收集富氧空气，第一氧气浓度检测器15检测到富氧空气的氧含量为30.50mol %。第一分解塔6中分解水合物生成的残液回输到第一水合塔3。
[0065]3)再次通入空气直至第一水合塔3中大部分水生成水合物(压力不再有突降)，重复以上操作。
[0066]第一水合塔3水合过程中释放的热通过热泵9收集，通入第一分解塔6中，为水合物分解提供一部分热能，水合物分解所需的另一部分热由水浴加热提供。水合促进剂和热泵的使用，与未使用添加剂和热泵相比，富氧空气和富氮空气的氧含量和氮含量每提高一个单位级，整个工艺的能耗将减少23.50%。
[0067]实施例4:多级连续水合物分离空气
[0068]如图2所示，一种低能耗水合空气分离的装置，包括压缩机1、预冷系统2、第一水合塔3、第二水合塔4、第三水合塔5、第一分解塔6、第二分解塔7、第三分解塔8、第一热泵9、第二热泵10和第三热泵11、第一真空泵12、第二真空泵13、第三真空泵14，第一氧气浓度检测器15、第二氧气浓度检测器16、第三氧气浓度检测器17、第四氧气浓度检测器18 ;压缩机I和预冷系统2通过管道连接，预冷系统2连通第一水合塔3的进气口，第一水合塔3的水合物溶液输出口与第一分解塔6的进料口连接，第一分解塔6的残液输出口与第一水合塔3的液体进口连接，第一水合塔3和第一分解塔6还通过第一热泵9连接；第一水合塔3的上部设有的气体释放回收口与第二水合塔4进气口连通，连通的管道上设有第二氧气浓度检测器16 ;第二水合塔4的上部设有气体释放回收口，气体释放回收口与第四氧气浓度检测器18连接，收集富氮空气并检测其氮含量；第二水合塔4的水合物溶液输出口与第三分解塔8的进料口连接，第三分解塔8的残液输出口与第二水合塔塔的液体进口连接，第二水合塔4和第三分解塔8还通过第三热泵11连接；第三分解塔8上部设有废气排出口 ；
[0069]第一分解塔6上部的富氧空气释放回收口与第三水合塔5的进气口连通，连通的管道上设有第一氧气浓度检测器15 ;第三水合塔5的上部设有废气排出口 ；第三水合塔5的水合物溶液输出口与第二分解塔7的进料口连接，第二分解塔7的残液输出口与第三水合塔5的液体进口连接，第三水合塔5和第二分解塔7还通过第二热泵10连接；第二分解塔7上部设有富氧空气释放回收口，收集富氧空气，富氧空气释放回收口通过管道与第三氧气浓度检测器17连接。
[0070]一种水合空气分离方法，包括如下步骤:
[0071]I)通过真空泵12、第二真空泵13、第三真空泵14往第一水合塔3、第二水合塔4和第三水合塔5的液体进口加入水合促进剂和蒸馏水，水合促进剂为四丁基氯化铵TBAC和十二烷基三甲基氯化铵，其中，四丁基氯化铵的质量浓度为X = 0.05，十二烷基三甲基氯化铵质量浓度为X = 0.12，蒸馏水为500ml。开始往第一水合塔3、第二水合塔4、第三水合塔5中加入的添加剂和水的量相同。后面通过再次加入蒸馏水的方式使压力相同。温度通过水合塔的夹套式制冷装置实现，第二水合塔4、第三水合塔5的压力通过在实验过程中再次加入蒸馏水的方式使压力达到P1= 23Mpa，第一水合塔3、第二水合塔4、第三水合塔5都是温度 ti= 160C，压力 P != 23Mpa。
[0072]2)原料为空气(21mol%氧气和79mol %氮气的二元混合气体)，空气进入第一水合塔3内进行水合，操作条件为:温度t1= 16°C，压力P != 23Mpa ;水合物生成后，水合物相为含有富氧空气和水合促进剂的水合物，气相为富氮气体。第一水合塔3气相气体富含氮气，从气体释放回收口排出，即为富氮空气，经第二氧气浓度检测器16检测到含氮量为88.50mol% ;富氮空气通入第二水合塔4中水合；二级水合后气相为富氮空气，从第二水合塔4气体释放回收口收集，或者再次通入下一级水合塔中水合；第二水合塔4的二级水合生成的水合物通入第三分解塔8分解得到气相气体和残液，从第三分解塔8上部的富氧空气释放回收口排掉(气相气体含氧气，但此时的水合物相中的气体氧气的含量不高，因为是水合塔3富含氮气的气相气体再次水合的，且水合物相中的气体含量不高，没有收集的必要)，残液回输到第二水合塔4中。2?10级水合后富氮空气的氮含量可达到90mol%?
99.9mol%。(经检测，一级水合后富氮空气可以是氮含量增加5% -15%例如增加10%，二级富集氮含量富集程度降低，增加3% _8%，如此4-10级后就可使富氮空气的氮含量可达到 90mol%?99.9mol % )
[0073]3)第一水合塔3中生成的水合物富含氧气，实时经过第一水合塔3的水合物溶液输出口排入第一分解塔6中，在第一分解塔6分解富含氧气的水合物，得到富氧空气和残液(水和水合促进剂)，从第一分解塔6富氧空气释放回收口收集富氧空气，经第一氧气浓度检测器15检测，氧含量为28.50mol%。第一分解塔6中分解水合物生成的残液回输到第一水合塔3。所得的富氧空气通入第三水合塔5中进行水合，第三水合塔5中进行水合后(富含氧气)，所得气相气体从第三水合塔6的气体释放回收口作为废气排出，水合生成的水合物富含氧气，通入第二分解塔7中升温分解(一般到20摄氏度左右就会分解，结合相平衡，不同压力下的分解温度不同，实际操作是观察压力的突升点，所以直接表示为升温使水合物分解)，得到富氧空气从第二分解塔7富氧空气释放回收口收集富氧空气，经第三氧气浓度检测器17检测到氧含量为39.50mol %。水合物分解生成的残液回输到第三水合塔5中。4?10级水合后富氧空气氧含量可达到50mol%?99mol%。( 一级水合后富氧空气可以是氧含量增加3% -15%，二级富集氮含量富集程度降低，可增加2% -8%，如此4-10级后就可使富氮空气的氮含量可达到50mol% -90mol% )
[0074]4)第一水合塔3水合过程中释放的热通过第一热泵9收集，通入第一分解塔6中，第二水合塔4水合过程中释放的热通过第三热泵11收集，通入第三分解塔8中；第三水合塔5水合过程中释放的热通过第二热泵10收集，通入第二分解塔7中，为水合物分解提供一部分热能。水合物分解所需的另一部分热由水浴加热提供。水合促进剂和热泵的使用，与未使用添加剂和热泵相比，富氧空气和富氮空气的氧含量和氮含量每提高一个单位级，整个工艺的能耗将减少21.50%。
[0075]进入第二水合塔4中的为富氮空气，氧气含量较低，再一次水合后水合相中的富氧空气(相对于进入第二水合塔4的反应气而言)氧气含量较低，作为废气排出。第一分解塔6后的路线收集氧气，其他气体作为废气。
[0076]水合塔顶部的出口都是含氮气体，分解塔顶部出口都是含氧气体。因为添加剂的加入，添加剂占位了氮气易于进入水合物晶体的大笼中，所以水合相富集氧气，气相富集氮气。
[0077]各个分解塔的温度都是20度左右；一般20度左右就会分解，操作的过程中观察压力的变化，压力突增即为水合物分解了。
[0078]实施例5:多级连续水合物分离空气(参见图2)
[0079]一种水合空气分离方法，包括如下步骤:
[0080]I)通过真空泵12、第二真空泵13、第三真空泵14往第一水合塔3、第二水合塔4和第三水合塔5的液体进口加入水合促进剂和蒸馏水，水合促进剂为环戊烷CP和十二烷基苯磺酸钠，其中环戊烷质量浓度为x = 0.16，十二烷基苯磺酸钠质量浓度为X = 0.1水为500ml ο
[0081]2)原料为空气(21mol%氧气和79mol%氮气的二元混合气体)，空气进入第一水合塔3内进行水合，操作条件为:温度h= - 15°C，压力P1= 0.3Mpa。第一水合塔3，第二水合塔4，第三水合塔5的操作条件都为:温度t1= - 15°C，压力P != 0.3Mpa?水合物生成后，水合物相为含有富氧空气和水合促进剂的水合物，气相为富氮气体。第一水合塔3气相气体富含氮气从气体释放回收口排出，即为富氮空气，经第二氧气浓度检测器16检测到含氮量为87.56mol%，富氮空气通入第二水合塔4中水合(富含氧气)；二级水合后气相为富氮空气，从第二水合塔4气体释放回收口收集，或者再次通入下一级水合塔中水合；第二水合塔4的二级水合生成的水合物通入第三分解塔8分解得到气相气体和残液，气相气体(富含氮气)从第三分解塔8上部的富氧空气释放回收口排掉，残液回输到第二水合塔4中。2?10级水合后富氮空气的氮含量可达到90mol%?99.9mol%。
[0082]3)第一水合塔3中生成的水合物富含氧气，实时经过第一水合塔3的水合物溶液输出口排入第一分解塔6中，在第一分解塔6分解富含氧气的水合物，得到富氧空气和残液(水和水合促进剂)，从第一分解塔6富氧空气释放回收口收集富氧空气，经第一氧气浓度检测器15检测，氧含量为40.45mol%。第一分解塔6中分解水合物生成的残液回输到第一水合塔3。所得的富氧空气通入第三水合塔5中进行水合，第三水合塔5中进行水合后(富含氧气)，所得气相气体从第三水合塔6的气体释放回收口排出，水合生成的水合物富含氧气，通入第二分解塔7中升温分解，得到富氧空气从第二分解塔7富氧空气释放回收口收集富氧空气，经第三