尘框和所述吹扫板的端部均开有进出气孔，所述进出气孔可以是圆孔、椭圆孔、正方形孔或者长方形孔，装合、压紧后即可构成供尘气、净化气以及吹扫气进出的通道。所述除尘板14、所述除尘框13以及所述吹扫板19的上端均设有两个角端的孔，左上角端的所述孔构成尘气进气通道15，右上角端的所述孔构成吹扫气进气通道，所述尘气进气通道15与所述吹扫气进气通道互不相通，所述除尘板14、所述除尘框13以及所述吹扫板19的下端均设有孔，构成出气通道16 ;所述尘气进气通道、所述吹扫气进气通道与所述出气通道之间相互隔离；所述除尘框的右上角端的所述孔在厚度方向上中部的位置设有暗孔作为尘气进口 115，所述吹扫板的左上角端的所述孔在厚度方向上两端的位置设有暗孔作为吹扫气进口，所述除尘板的下端的孔在厚度方向上靠近除尘框的端部的位置设有暗孔作为第一气体出口 116a以及所述吹扫板的下端的孔在厚度方向上两端的位置设有暗孔作为第二气体出口 116b，在吹扫阶段时所述吹扫板的下端的第二气体出口 116b关闭。
[0028]所述除尘框的两侧由PTFE微孔膜17覆盖，同时在微孔膜的两侧覆有支撑材料18，空框和覆膜材料围成了容纳烟气和粉尘的空间。
[0029]当所述除尘器处于除尘阶段时，尘气在指定的操作压力下进入所述尘气进气通道，经由所述除尘框的右上角端的所述孔在厚度方向上中部的位置设有的暗孔即所述尘气进口 115进入所述除尘框13内，分别通过两侧的所述PTFE微孔膜17，再经相邻所述除尘板14以及所述吹扫板19流到各所述气体出口 116a、116b排走，粉尘则被截留于框内；待所述除尘框13内的粉尘层达到一定的厚度之后，即停止除尘。各所述气体出口 116a、116b流出的净化气汇集于出气通道16后排出。
[0030]为了延长除尘器的生产周期，当框内的粉尘层达到一定的厚度后，就需要对粉尘层进行吹扫。当除尘器处于吹扫阶段时，将吹扫气压入所述吹扫气进气通道，经由所述吹扫板的左上角端的所述孔在厚度方向上两端的位置设有的暗孔即所述吹扫气进口进入所述吹扫板14的两侧面与所述PTFE微孔膜17组成的封闭空间，关闭所述吹扫板下端的所述气体出口 116b，吹扫气在压差的驱动下分别穿过两侧的一层所述PTFE微孔膜17及整个所述除尘框13内的粉尘层，然后再横穿另一层所述PTFE微孔膜17，最后经所述除尘板14下端的所述气体出口 116a排出。
[0031]所述除尘器还包括支座11，其与除尘器的固定头12连接，用于支撑所述除尘器。
[0032]如图3所示，气体分离单元采用卷式PDMS膜气体分离器，是由一张平板膜片围绕中心管22缠绕而成的。其中，每层膜片包括自上而下依次叠加的隔离网21、分离膜23和支撑层24。隔离网为网格孔径在0.5-1.5cm的具有柔韧性的材料组成，以便为气体进料相5和渗余相6提供流动空间；分离膜为由PDMS (聚二甲基硅氧烷)和PEI (聚醚酰亚胺)组成的非对称性复合膜；其中PDMS层为分离层，PEI为多孔支撑层(孔径1-1OOum);支撑层为具有强度的毫米级孔道材料，以保证膜片的强度。在气体分离过程中，通常进料相5沿轴向自膜分离器一端进入，在两层膜中间的隔离网内流动，C02等优先透过组分(渗透相7)在压差的驱动下透过分离膜，然后汇集到中心管内流出；而渗余相6则在膜分离器的另一端流出。
[0033]实施例
[0034]实施例1
[0035]组成为50% CH4、50% C02的10000kmol/h含有C02的天然气中含有I %的粉尘，首先通过板框式PTFE膜除尘器后，粉尘的脱除效率可以达到98%，气体在两级膜面积为2m2的膜组件的分离作用下，当回流比为O时，渗余相6的流量为4100kmol/h，C02组成下降到17%，当回流比为I时，渗余相6流量为2945kmol/h，C02组成下降到13%。
[0036]实施例2
[0037]组成为5% CH4,30% CO,30% H2 和 35% C02 的 10000kmol/h 合成气中含有 I % 的粉尘，首先通过板框式PTFE膜除尘器后，粉尘的脱除率为98 %，气体在两级膜面积为2m2的膜组件的分离作用下，当回流比为O时，渗余相6的流量为5339kmol/h，气体组成为6.34%CH4，46.24% CO, 38.06% H2,9.4% C02，当回流比为 I 时，渗余相 6 流量为 4159kmol/h，气体组成为 6.15% CH4，50.43% CO，36.94% Η2，6.46% C02。
[0038]与目前应用的膜分离装置相比，本实用新型的分离系统在气体分离单元的前端加入了 PTFE微孔膜除尘设备，从而能够有效避免天然气及合成气中的大量粉尘对其气体分离系统的污染；同时，本实用新型采用了两级分离系统和气体循环回流装置，能够通过控制气体回流比来调节气体中C02的浓度，从而满足不同生产要求。
【主权项】
1.一种脱除合成气及天然气中CO2的分离系统，所述分离系统包括:除尘单元、气体分离单元和气体回流单元；其中，所述除尘单元与气体分离单元相连，气体回流单元与气体分离单元首尾相连形成气体循环通道；所述除尘单元采用板框式PTFE膜除尘器。
2.根据权利要求1所述的分离系统，其中，所述板框式PTFE膜除尘器包括一个或者多个除尘结构；所述除尘结构为除尘板(14)、除尘框(13)以及吹扫板(19)连接形成的封闭空间，按照除尘板(14)、除尘框(13)、吹扫板(19)、除尘框(13)、除尘板(14)的顺序依次组装；所述除尘框中间为空框，其两侧有PTFE微孔膜(17)覆盖；所述除尘板(14)以及所述吹扫板(19)是纵截面呈“工”字形的实心隔板；所述除尘板(14)、所述除尘框(13)以及所述吹扫板(19)的上端均设有尘气进气通道(15)和吹扫气进气通道，所述除尘板(14)、所述除尘框(13)以及所述吹扫板(19)的下端均设有出气通道(16);所述尘气进气通道(15)、所述吹扫气进气通道、所述出气通道(16)与所述封闭空间之间相互隔离；所述除尘框(13)的所述尘气进气通道上设有与所述空框相通的暗孔，作为尘气进口 ；所述吹扫板(19)的所述吹扫气进气通道两端设有与所述吹扫板(19)内侧空间相通的暗孔，作为吹扫气进口 ；所述除尘板(14)的出气通道上设有与所述除尘板内侧空间相通的暗孔，作为第一气体出口(116a);以及所述吹扫板(19)的出气通道的两端设有与所述吹扫板内侧空间相通的暗孔，作为第二气体出口(116b);在吹扫阶段时所述第二气体出口关闭。
3.根据权利要求2所述的分离系统，其中，所述PTFE微孔膜一侧或两侧覆盖有支撑材料(18)ο
4.根据权利要求1所述的分离系统，其中，所述气体分离单元包括两级或更多级PDMS膜分离器。
5.根据权利要求4所述的分离系统，其中，所述气体分离单元采用卷式PDMS膜气体分离器、平板膜组件或中空纤维膜组件。
6.根据权利要求5所述的分离系统，其中，所述卷式PDMS膜气体分离器是由平板膜片围绕中心管(22)缠绕而成；其中，所述平板膜片包括自上而下依次叠加的隔离网(21)、分离膜(23)和支撑层(24) ο
7.根据权利要求6所述的分离系统，其中，所述隔离网(21)为网格孔径在0.5-1.5cm的具有柔韧性的材料组成。
8.根据权利要求6所述的分离系统，其中，所述分离膜(23)为由PDMS分离层和PEI多孔支撑层组成的复合膜。
9.根据权利要求1所述的分离系统，其中，所述气体回流单元包括回流风机及回流管路。
【专利摘要】本实用新型提供了一种脱除合成气及天然气中CO2的分离系统，所述分离系统包括：除尘单元、气体分离单元和气体回流单元；其中，所述除尘单元与气体分离单元相连，气体回流单元与气体分离单元首尾相连形成气体循环通道。本实用新型的分离系统在气体分离单元的前端加入了PTFE微孔膜除尘设备，从而能够有效避免天然气及合成气中的大量粉尘对其气体分离系统的污染；同时，本实用新型采用了两级分离系统和气体循环回流装置，能够通过控制气体回流比来调节气体中CO2的浓度，从而满足不同生产要求。
【IPC分类】C10K1-22, C10K1-02, C10L3-10, B01D46-54, B01D53-22
【公开号】CN204434571
【申请号】CN201420848236
【发明人】吴道洪, 王其成
【申请人】北京神雾环境能源科技集团股份有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2014年12月26日