本实用新型属于膜分离装置技术领域，涉及一种分离有机气体的膜分离装置。
背景技术：
膜分离是在20世纪初出现，20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术，是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，因此，已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。不断研究和发展膜分离技术(包括膜材料、膜组件及优化、膜技术等等)已成为世界各国在高新技术领域中竞争的热点。所谓气体膜分离是指在压力差为推动力的作用下，利用气体混合物中各组分在气体分离膜中渗透速率的不同而使各组分分离的过程。气体膜分离过程中最关键的是膜材料。理想的气体分离膜材料应该同时具有良好的分离性能、优良的热和化学稳定性、较高的机械强度。通常的气体分离用膜可分为多孔质和非多孔质(均质膜)两类，它们均可由无机物和有机高分子材料制成。气体分离膜因其能耗低，无需相变，可依靠压差进行驱动分离，适合自带气压的混合气体分离吸收等优点，目前已被广泛应用于氢气回收，空气分离及有机蒸气回收等领域。先进的膜分离技术不断面临越来越多的挑战，涉及更严格的产品质量要求，能源效率需求，降低成本的需求和环境需求。从这个角度来看，将膜分离，蒸馏，吸附，过滤，结晶等混合方式结合起来，是提高技术性能并满足所有要求的一种非常有效的方法。近几年我国家用电器产业发展迅速，品种多，产量大。2010年中国汽车产销量达1800万辆，超过美国1700万辆，成为汽车工业历史上名副其实的全球第一。我国家用电器产业和汽车工业的发展离不开汽车塑料化的进程。聚丙烯作为一种高性能的聚合材料广泛应用于汽车、家用电器、管材、高透材料、薄膜等领域。近几年，许多行业对聚丙烯的需求量也不断提升。然而，在聚丙烯的生产工艺过程中，均会产生大量排放气体，尤其是在气相法聚丙烯生产工艺中，气体排放量更大，这些气体中一般均含有氮气、氢气、丙烯、丙烷等组分，该股气体如果不能得到有效的分离回收利用，而是简单地排入火炬系统燃烧后排放，不仅增加了单体原料消耗和能源消耗，还增加了对环境排放的CO2量，因此，有必要通过更好的途径对排放气体中的有效组分进行分离并且回收利用。现有的有机气体分离装置存在分离效率低，分离效果不稳定，分离装置动设备多，回收率低，分离装置操作难度大，维护费用高的问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种分离有机气体的膜分离装置，能对分离效果进行实时检测。
本实用新型所采用的技术方案是，一种分离有机气体的膜分离装置，包括气柜，气柜依次连接有过滤器、压缩机、冷凝器、分液罐，分液罐连接有可凝气体回收瓶和膜分离器，膜分离器的渗透侧依次连接有冷肼、真空泵、气体回收器，膜分离器的进气侧连接有混合室，混合室连接有转子流量计，混合室还连接有气相色谱仪，气相色谱仪电连接有工作站，分液罐和膜分离器之间还依次设置有第一气动阀、第一灵敏压力表，膜分离器与冷肼之间还设置有第二灵敏压力表，膜分离器与混合室之间设置有第二气动阀，第一灵敏压力表、第二灵敏压力表分别连接有第一压力传感器、第二压力传感器，第一压力传感器、第二压力传感器、第一气动阀、第二气动阀均与工作站电连接。
本实用新型的特点还在于，在第一气动阀之前设置有第一调节阀，第二灵敏压力表与冷肼之间设置有第二调节阀，真空泵与气体回收器之间设置有第三调节阀，混合室与第二气动阀之间还设置有第四调节阀。
真空泵与第三调节阀之间还通过管道接通在第一气动阀与第一调节阀之间，管道上设置有第五调节阀。
转子流量计与大气连通。
气相色谱仪包括与混合室连接的GC取样阀，GC取样阀一方面依次连接有色谱柱、热导检测器，另一方面依次连接有载气流量控制系统、压力调节器、载气瓶，热导检测器电连接工作站。
本实用新型的有益效果是，本实用新型的一种分离有机气体的膜分离装置，采用过滤、冷凝与膜分离相结合的方式对有机气体进行分离，能从缓慢渗透性目标组分(基质)中去除快速渗透性杂质气体，分离效率高，采用工作站实时检测，安全系数高。采用膜分离系统减少动设备的数量，增大了经济效益。降低能源消耗、减少三废排放，实现清洁环保生产，增大了社会效益，具有非常好的实用价值。且本实用新型可在线检测(分离效果可实时检测)，分离效率高，动设备少，维护维修费用低，分离效果稳定。
附图说明
图1是本实用新型一种分离有机气体的膜分离装置的结构示意图。
图中，1.气柜，2.过滤器，3.压缩机，4.冷凝器，5.分液罐，6.可凝气体回收瓶，7.第一调节阀，8.第一气动阀，9.第一灵敏压力表，10.膜分离器，11.第二灵敏压力表，12.第二调节阀，13.第五调节阀，14.第一压力传感器，15.第二压力传感器，16.冷肼，17.真空泵，18.第三调节阀，19.气体回收器，20.第二气动阀，21.第四调节阀，22.混合室，23.GC取样阀，24.色谱柱，25.热导检测器，26.载气瓶，27.压力调节器，28.载气流量控制系统，29.气相色谱仪，30.转子流量计，31.工作站。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型公开的一种分离有机气体的膜分离装置，如图1所示，包括气柜1，气柜1依次连接有过滤器2、压缩机3、冷凝器4、分液罐5，分液罐5连接有可凝气体回收瓶6和膜分离器10，膜分离器10的渗透侧依次连接有冷肼16、真空泵17、气体回收器19，膜分离器10的进气侧连接有混合室22，混合室22连接有转子流量计30，混合室22还连接有气相色谱仪29，气相色谱仪29电连接有工作站31，分液罐5和膜分离器10之间还依次设置有第一气动阀8、第一灵敏压力表9，膜分离器10与冷肼16之间还设置有第二灵敏压力表11，膜分离器10与混合室22之间设置有第二气动阀20，第一灵敏压力表9、第二灵敏压力表11分别连接有第一压力传感器14、第二压力传感器15，第一压力传感器14、第二压力传感器15、第一气动阀8、第二气动阀20均与工作站31电连接。
本实用新型的特点还在于，在第一气动阀8之前设置有第一调节阀7，第二灵敏压力表11与冷肼16之间设置有第二调节阀12，真空泵17与气体回收器19之间设置有第三调节阀18，混合室22与第二气动阀20之间还设置有第四调节阀21。
真空泵17与第三调节阀18之间还通过管道接通在第一气动阀8与第一调节阀7之间，管道上设置有第五调节阀13。
转子流量计30与大气连通。
气相色谱仪29包括与混合室22连接的GC取样阀23，GC取样阀一方面依次连接有色谱柱24、热导检测器25，另一方面依次连接有载气流量控制系统28、压力调节器27、载气瓶26，热导检测器25电连接工作站31。
本实用新型的一种分离有机气体的膜分离装置的工作原理为：来气气柜1的混合气体经过过滤器2后依次与压缩机3、冷凝器4连通，然后经过分液罐5，此时，可凝气冷凝后进入可凝气体回收瓶6，不凝气经过第一调节阀7、第一气动阀8、第一灵敏压力表9后到达膜分离器10，膜分离器10渗透侧依次通过第二灵敏压力表11、第二调节阀12、冷肼16与真空泵17连接，真空泵17后连接有第三调节阀18、气体回收器19。膜分离器10进气侧依次与第二气动阀20、第四调节阀21、混合室22连接，流经混合室22的气体一方面通过转子流量计30与大气连通，一方面经过GC取样阀23取样后由来自载气流量控制系统28的载气带入色谱柱24将混合物分离，然后到达热导检测器25依次检测已分离出来的组分，与此同时，载气瓶26中的载气经过压力调节器27到达载气流量控制系统28后一方面与热导检测器25连通，另一方面与GC取样阀23连通。第一灵敏压力表9、第二灵敏压力表11上分别连接有第一压力传感器14、第二压力传感器15，其中第一压力传感器14、第二压力传感器15及第一气动阀8、第二气动阀20与工作站31连接进行信号的传输。
具体工作过程如下：
抽真空及实验前检漏：
将膜材料装入膜分离器10中，用密封垫圈封装完毕后首先关闭第一调节阀7、第三调节阀18、第二气动阀20，打开第一气动阀8、第二调节阀12、第五调节阀13，之后打开真空泵17，观察工作站31上第一灵敏压力表9、第二灵敏压力表11的压力变化，压力均为负时依次关闭第二调节阀12、第五调节阀13、真空泵17。然后依次打开第一调节阀7、气柜1、压缩机3、冷凝器4，观察工作站31上第一灵敏压力表9、第二灵敏压力表11的压力变化，压力均为正时依次关闭气柜1，压缩机3、冷凝器4、第一调节阀7。最后依次打开真空泵17、第二调节阀12、第五调节阀13，当工作站上真空表的压力值再次均为负时依次关闭第二调节阀12、第五调节阀13、真空泵17。保持此状态1h，观察灵敏压力表变化，若无明显变化，则实验装置整体气密性良好。
实验过程：
在上述检漏后气密性良好的情况下依次打开气柜1、压缩机3、冷凝器4、真空泵17、第一调节阀7、第二调节阀12、第三调节阀18、第四调节阀21、第二气动阀20后调节第一调节阀7、第二调节阀12、第四调节阀21，待转子流量计30的流量处于恒定状态时，打开载气瓶26，改变压力调节器27使载气流量控制系统28的流量满足实验要求，此时，可在工作站31对混合气体的分离情况进行定性定量分析。
本实用新型的一种分离有机气体的膜分离装置，可分离混合有机气体，混合气体的成分有氢气、氮气、烯烃及粉尘。
本实用新型的真空泵17在后期膜分离更换气体时，在膜上下两侧同时抽真空以排除被膜所吸附(无机膜)或者溶解(有机膜)的气体，有效减少了膜污染，节省了多种气体切换的过渡时间,保证了实验的准确性；在压缩机3前设置过滤器2，可有效去除混合气体中的粉尘等杂质；在真空泵17前设有冷肼16，维持了真空度，延长了真空泵的寿命；在压缩机3后设有冷凝器4，冷凝器4通过深度冷却分离后，混合气体温度可以降至约-30℃以下，大部分的丙烯等可凝气体被冷却回收，而不能够冷却的气体中主要组成为氮气、氢气和饱和丙烯蒸气，可有效分离可凝气体。
本实用新型的气体膜分离装置设有工作站，工作站与灵敏记录仪、显示器和打印机连接进行数据记录和输出，此外工作站分别与气动阀、压力传感器、气相色谱仪连接，实现了在线检测，即实时检测气体渗透情况，以10ms的采样率记录渗透变化，每次测试重复至少3次，测试时间长达24h，以确保测试结果的稳定状态及合理的渗透速率的重现性。
本实用新型的气动阀密封效果好，具有极好的灵敏度、感应速度和超强的剪切能力。气动阀安装在滞留线上一方面进行纯化产品的取出。另一方面当发生诸如膜破裂的紧急情况时，自动切断渗透线以保护分离系统，保证了分离实验的安全性。压缩机可以起到增压的作用；混合室可以使气体进行混合均压。
本实用新型的膜分离系统没有动设备，通过压缩机和真空泵在膜两侧形成压差来实现最佳分离效果，降低维护维修费用。真空泵在渗透侧提供更高的驱动力以进行更强的能量传递，从而实现从缓慢渗透性目标组分(基质)中去除快速渗透性杂质气体。实验时，在恒定的进料压力和真空压力下，转子流量计应控制在稳定的流量的状况下进行实验；
本实用新型的混合气体在色谱柱中分离，并由热导检测器得到各组分的检测信号。