专利名称：溶剂互换热式气体分离设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于溶剂式气体分离技术领域，进一步指一种溶剂互换热式气体分离 设备。
背景技术：
在化学工业和气体加工工业中，常需要将各种气体进行分离，以应用于各行各业， 如氧气、氮气的分离，从混合气中分离CO2、SO2、H2S、NH3、烃等等，有的分离方法设备复杂、成 本高，如低温分解空气中的氧气、氮气、氩气等；有的分离方法分离的气体纯度低，如变压吸 附分离法；目前的溶剂分离方法需设置加热器和冷却器，耗能大。总之，目前还没有一种较 理想的气体分离方法及设备。
发明内容本实用新型的目的是提供一种溶剂互换热式气体分离设备，它能在常温(0 40°C)、低压(0.2 1.0M Pa)、低耗能条件下，从空气中分离出高纯氧气，从混合气中分离 出高纯 CO2, SO2, H2S, NH3> CH4 等气体·本实用新型的解决方案如下本实用新型由高压溶气塔、低压析气塔、气泵、单向 阀、排污塞、电磁阀、手动阀、高压导管、溶剂泵、维修窗口盖板、散热片、真空泵、气液分离 器、喷淋器、溶剂、布气器、回流管、溶剂贮槽、压力表组成，高压溶气塔与低压析气塔设置成 具有公共面的整体式结构，其布置方式有并列式和内外式，且在公共面处设置散热片或散 热管，这种结构可方便高效地将高压溶气塔中溶剂因溶解气体产生的热量传导给低压析气 塔中因析出气体而致冷的溶剂，高压溶气塔的内腔下部设置布气器，可使混合气经布气器 均勻喷出，以最大限度地被溶剂吸收，高压溶气塔的内腔上部设置喷淋器，可使经它喷出的 溶剂呈雾状液珠，让溶剂同混合气充分接触，实现最高效率的吸收，溶剂贮槽通过高压导管 串接溶剂泵和单向阀与喷淋器连通，实现将溶剂贮槽中的溶剂泵入喷淋器而进入高压溶气 塔内，单向阀的作用是防止溶剂倒流，气泵通过高压导管串接单向阀与布气器连通，实现将 混合气泵入高压溶气塔内溶解，高压溶气塔的内腔底部又通过高压导管串接电磁阀和手动 阀与低压析气塔的内腔底部连通，实现将高压溶气塔的富液压入低压析气塔，由于低压析 气塔是常压和负压，溶剂的溶解度降低，富液就析出所溶解的那种气体，并沿高压导管经电 磁阀进入气液分离器，经分离出溶剂后成为一种高纯度的气体，被分离的溶剂沿回流管返 回溶剂贮槽，为了将溶剂中的气体析出得更彻底，在电磁阀的两端并联了真空泵，低压析气 塔的内腔底部通过串接溶剂泵和单向阀的高压导管与喷淋器连通，将析出了气体的贫液泵 入高压溶气塔循环使用，在高压溶气塔中被溶剂溶解后剩余的气体则沿串接了手动阀和电 磁阀的高压导管进入气液分离器，经分离出溶剂后成为另一种高纯气体或成为无用气体排 空，气液分离器分离出的溶剂沿回流管返回溶剂贮槽。在高压溶气塔和低压析气塔的底部都设置排污塞，可定期将杂质排放掉，在高压 溶气塔和低压析气塔的外壳上都设置有维修窗口并用维修窗口盖板盖住，需维修时打开，正常工作时盖住，为了操作及安全需要，在高压溶气塔上安装了压力表。本实用新型的工作原理如下①将溶剂贮槽中的溶剂泵入喷淋器；②将混合气泵 入布气器，让混合气中的某一种气体在高压溶气塔内被溶剂溶解，并放出热量传导给低压 析气塔；③将溶解了气体的富液从高压溶气塔输入低压析气塔，富液在低压析气塔内因压 力降低析出所溶解的气体，并大量吸收高压溶气塔的热量，由于放出的热量与析出的热量 相等，故不需外加热源和冷源；④析出的气体进入气液分离器，分离出溶剂的气体成为高纯 单一气体，分离出的溶剂返回溶剂贮槽循环使用；⑤析出了气体的贫液从低压析气塔泵入 高压溶气塔再来吸收气体；⑥高压溶气室中被溶解气体后剩余的气体进入气液分离器，分 离出溶剂的剩余气有使用价值的可利用，无使用价值的排空，分离的溶剂返回溶剂贮槽循 环使用。本实用新型的优点是①由于溶剂的吸热与放热相等，故本实用新型运行过程中 不需外加热源和冷源，只消泵的功率，效率高；②气液分离器的溶剂返回重复使用，溶剂损 耗少；③高压溶气塔的压力一般在1. OMPa以下，属于低压；④常温工作；⑤设备可大可小， 适用范围广；⑥可分离的气体种类多。
图1为本实用新型并列式结构的示意图。图2为本实用新型内外式结构示意图。图3为图I(A-A)的剖面图。图4为图2 (B-B)的剖面图。
具体实施方式
参照附图，本实用新型由高压溶气塔(1)、低压析气塔(2)、气泵(3)、单向阀(4)、 排污塞(5)、电磁阀(6)、手动阀(7)、高压导管(8)、溶剂泵(9)、维修窗口盖板(10)、散热片 (11)、真空泵(12)、气液分离器(13)、喷淋器(14)、溶剂(15)、布气器(16)、回流管(17)、溶 剂贮槽(18)、压力表(19)组成，高压溶气塔(1)和低压析气塔(2)以并列式或内外式设置 成具有公共面的整体式结构，并在公共面处设置散热片(11)，高压溶气塔(1)的内腔下部 设置布气器(16)、上部设置喷淋器(14)，溶剂贮槽(18)通过串接溶剂泵(9)和单向阀(4) 的高压导管(8)与喷淋器(14)连通，气泵(3)通过串接单向阀(4)的高压导管(8)与布气 器(16)连通，高压溶气塔(1)的内腔下部通过串接电磁阀(6)和手动阀(7)的高压导管 ⑶与低压析气塔⑵的内腔下部连通，低压析气塔⑵的内腔下部通过串接溶剂泵(9)和 单向阀(4)的高压导管(8)与喷淋器(14)连通，高压溶气塔(1)的内腔顶部通过串接手动 阀(7)和电磁阀(6)的高压导管(8)与气液分离器(13)连通，低压析气塔(2)的内腔顶部 通过串接电磁阀(6)的高压导管⑶与气液分离器(13)连通，并在电磁阀(6)两端并联真 空泵(12)，气液分离器(13)的内腔底部通过回流管(17)与溶剂贮槽(18)连通，在高压溶 气塔⑴和低压析气塔(2)的底部都设置排污塞(5)，在高压溶气塔⑴和低压析气塔⑵ 上都设置维修窗口并用维修窗口盖板(10)盖住，在高压溶气塔上还安装了压力表(19)，所 使用的溶剂有碳酸丙烯脂、胺(叔胺、伯胺、仲胺)、全氟三丙胺、全氟三丁胺、全氟萘烷、酮、 水、柴油、腐蚀抑制剂、消泡剂、阻垢剂等。[0013]实施例1 用碳酸丙烯脂做溶剂用于分离火电厂净化后的烟气中的C02。实施例2 用全氟三丙胺做溶剂和有机硅做消泡剂用于分离空气中的氧气。实施例3 用柴油做溶剂用于分离煤层气中的甲烷。
权利要求一种溶剂互换热式气体分离设备，由高压溶气塔(1)、低压析气塔(2)、气泵(3)、单向阀(4)、排污塞(5)、电磁阀(6)、手动阀(7)、高压导管(8)、溶剂泵(9)、维修窗口盖板(10)、散热片(11)、真空泵(12)、气液分离器(13)、喷淋器(14)、溶剂(15)、布气器(16)、回流管(17)、溶剂贮槽(18)、压力表(19)组成，其特征在于高压溶气塔(1)和低压析气塔(2)以并列式或内外式设置成具有公共面的整体式结构，并在公共面处设置散热片(11)，高压溶气塔(1)的内腔下部设置布气器(16)，上部设置喷淋器(14)，溶剂贮槽(18)通过高压导管(8)串接溶剂泵(9)和单向阀(4)与喷淋器(14)连通，气泵(3)通过高压导管(8)串接单向阀(4)与布气器(16)连通，高压溶气塔(1)的内腔下部通过高压导管(8)串接电磁阀(6)和手动阀(7)与低压析气塔(2)的内腔下部连通，低压析气塔(2)的内腔下部通过高压导管(8)串接溶剂泵(9)和单向阀(4)与喷淋器(14)连通，高压溶气塔(1)的内腔顶部通过高压导管(8)串接手动阀(7)和电磁阀(6)与气液分离器(13)连通，低压析气塔(2)的内腔顶部通过高压导管(8)串接电磁阀(6)与气液分离器(13)连通并在电磁阀(6)的两端并联真空泵(12)，气液分离器(13)的内腔底部通过回流管(17)与溶剂贮槽(18)连通。
2.根据权利要求1所述的溶剂互换热式气体分离设备，其特征在于高压溶气塔(1)和 低压析气塔(2)底部都设置排污塞(5)。
3.根据权利要求1所述的溶剂互换热式气体分离设备，其特征在于高压溶气塔(1)和 低压析气塔(2)都设置维修窗口并用维修窗口盖板(10)盖住。
4.根据权利要求1所述的溶剂互换热式气体分离设备，其特征在于高压溶气塔(1)上 安装压力表(19)。
专利摘要本实用新型是一种溶剂互换热式气体分离设备，它将高压溶气塔和低压析气塔设置成一个整体，其结构采用并列式和内外式两种，在其公共面处设置散热片或散热管，这样，高压溶气塔的溶剂溶解气体放出的热量就直接传导给低压析气塔内的溶剂，不用外设热源和冷源，具有显著的节能效果，根据采用溶剂的不同，可广泛应用于分离空气，分离燃烧废气中的CO2、SO2，分离煤层气、低浓度天然气中的烷烃、烯烃、炔烃，分离化工厂混合气中的NH3等领域，具有节能、成本低、使用范围广、常温低压条件下工作、设备简单、规模可大可小等一系列优点。
文档编号B01D53/18GK201618503SQ20102014532
公开日2010年11月3日 申请日期2010年3月31日 优先权日2010年3月31日
发明者何相华 申请人:何相华