混合气体分离提纯设备及方法与流程

本发明涉及混合气体处理领域，具体涉及混合气体分离提纯设备及方法。

背景技术：

1、天然气经过气矿采集后，其内混合有其他各种杂质气体，如二氧化碳、硫化氢等，为了使得天然气浓度达到标准值，需要将其内部的杂质气体分离，提高天然气的纯度。目前天然气的杂质气体分离和提纯一般采用吸附、吸收以及化学反应等多种方式。

2、化学反应有着效率高，分离率高等优点，目前分离方式通常采用天然气浸没在化学反应吸收剂中，该种方式非常依赖天然气在化学反应吸收剂中的气泡颗粒大小以及量，否则处理效果不佳，同时随着化学反应吸收剂的使用其吸收反应效果将会变差，而等量同步替换化学反应吸收剂将会导致化学反应吸收剂未达到最大吸收值即被排出生产线，造成化学反应吸收剂的浪费或者极大的提高化学反应吸收剂再次激活的处理量以及成本。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的就是提供混合气体分离提纯设备及方法，可以更好的使得天然气与化学反应吸收剂接触，同时使用后的化学反应吸收剂可以最大程度的接近最大吸收值，提高化学反应吸收剂的利用率，降低化学反应吸收剂重新激活的成本。

2、本发明的目的是通过这样的技术方案实现的：

3、混合气体分离提纯设备，其特征在于，包括：

4、提纯塔，封闭结构，下部设有排液管；

5、出口装置，设置在提纯塔顶部，与排气管连通；

6、溶剂盒体，成开口向上的盒状，上部设置在提纯塔内的下部，内部容置有吸收剂；

7、超声波雾化单元，设置溶剂盒体内，雾化片位于吸收剂内，将吸收剂雾化；

8、反应盒，开口向下的盒状，设在提纯塔内，扣设在溶剂盒体的上部；反应盒下端与溶剂盒体外表面之间留有间隙；

9、曝气装置，设置在反应盒内，位于溶剂盒体的正上方，出气孔正对溶剂盒体的开口；

10、进气管，穿过提纯塔和反应盒与曝气装置以及超声波雾化单元的风扇装置连通；

11、气压控制出口装置，与出口装置连接，根据提纯塔内部压强增大改变出口装置的出气通道横截面大小。

12、进一步地，所述排液管为s形，所述排液管的进液口与提纯塔底部连通，所述排液管的中部高于排液管的进液口；

13、所述提纯塔底部设有向上的凸起，所述溶剂盒体穿过凸起位于提纯塔内；

14、所述气压控制出口装置包括：

15、浮环，设置在提纯塔内，外套在凸起外侧，悬浮在提纯塔内凝聚的吸收剂上；

16、两条拉绳，对称的设置在浮环上；所述提纯塔内压强增大后，吸收剂通过排液管向外排出，浮环降低，拉动拉绳向下移动控制出口装置中出气通道横截面大小。

17、进一步地，所述出口装置包括：

18、控制管，成贯通的梯形，下端与提纯塔底部连通；

19、出气管，下端与控制管的上端连通，上端与排气管连通；

20、横杆，设置在出气管内；

21、控制弹簧，上端与横杆连通；

22、控制件，设置在控制管内，上端与控制弹簧的上端连接，下端与两条拉绳连接；拉绳向下拉动，使得控制件远离控制管，扩大控制管的流通横截面；

23、泄压管，一端通过单向阀与提纯塔内部连通，另一端与提纯塔外部连通；

24、混合气体稳定提纯时所述拉绳处于刚好不受力状态；所述控制弹簧不受拉力时，所述控制件将控制管封堵；

25、所述浮环在吸收剂上向上的粘滞力小于控制件在提纯塔内压强大于工作压强预定倍数时天然气流向上作用推动控制件力；所述控制件在提纯塔内压强大于工作压强预定倍数时天然气流向上作用推动将控制管封闭时，提纯塔内的吸收剂通过排液管排出；

26、所述提纯塔内部压强大于工作压强后持续逐渐增大后，浮环与吸收剂分离后，控制件再将控制管封闭。

27、进一步地，所述气压控制出口装置还包括两个滚轮，设置在提纯塔内，两条所述拉绳通过滚轮导向后与控制件连接。

28、进一步地，所述控制件的外轮廓为梭形，所述拉绳还通过微调弹簧与拉绳连接。

29、进一步地，所述反应盒成倒置的钻石状，所述反应盒的内外表面、提纯塔的内表面均设有若干板面垂直的凝结条；

30、若干所述凝结条成排间隔错位设置，所述凝结条的高度为3～8毫米。

31、进一步地，还包括导流件，设置在溶剂盒体的开口上；所述导流件包括若干连接固定在一起的同心环；所述导流件的直径大于曝气装置的直径，所述曝气装置，位于导流件的正上方。

32、进一步地，所述混合气体分离提纯设备还包括设置在反应盒内的混合组件，所述混合组件位于导流件与曝气装置之间；所述混合组件的直径大于导流件；

33、所述混合组件包括纵板和横板，所述纵板和横板的端面交替连接在一起，投影成网状结构；所述纵板和横板的板面平行于曝气装置的出气方向；所述纵板和横板上设有若干穿孔；相邻的纵板和横板上的穿孔的圆心错位。

34、进一步地，所述提纯塔包括：

35、内塔，溶剂盒体、反应盒、曝气装置设置在内塔内；

36、外塔，外套在内塔内；

37、所述混合气体分离提纯设备还包括：

38、吸收剂盒，成环状，位于外塔内设置在内塔外侧，所述排液管的出液口位于吸收剂盒内；

39、储液箱，设在外塔外，所述吸收剂盒下部通过单向阀与储液箱连通。

40、所述吸收剂盒上部也通过单向阀与储液箱连通，当吸收剂盒上部液体达到一定高度后，溢流进入储液箱；

41、还包括集气箱，设置在外塔外，通过定压阀与泄压管连通，所述集气箱还依次通过单向阀、定压阀与外塔内部连通。

42、进一步地，包括以下步骤：

43、s1、根据预定处理速率与压强调整微调弹簧的弹力，使得内塔压强在工作压强的1.2倍前，浮环与吸收剂粘滞，控制件与控制管之间留有缝隙；

44、s2、调整泄压管上的定压阀的启动压力值，使得其启动压力大于集气箱与外塔连通管路上的定压阀的启动压力值；

45、s3、将排气管关闭，向溶剂盒体内注入新鲜的吸收剂，启动超声波雾化单元，使得吸收剂在内塔内蓄积，直到浮环漂浮到预定的高度；

46、s4、打开排气管，同时通过进气管向曝气装置内注入混合气体。

47、由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

48、1、化学反应吸收剂通过超声波雾化单元雾化后散步到反应盒内，与天然气接触，使得天然气中的杂质气体可以充分与化学反应吸收剂反应，提高杂气去除率，同时化学反应吸收剂成雾状，其雾状的小颗粒可以在反应中尽可能的达到最大吸收值，从而被充分利用。

49、2、化学反应吸收剂与天然气通过直接冲击混合后，再通过向下扰流后向上流动，使得两者被充分混合，延长了杂气与化学反应吸收剂的反应时间，提高天然气处理的质量。

50、3、当进气管压强不稳定，增大时，进入提纯塔内的天然气增多，同时提纯塔内的压强增大，此时出口装置减少单位时间的排气量，使得提纯塔内的天然气存留时间更长，可以更为充分的与雾状的化学反应吸收剂接触；同时更长的存留时间也使得提纯塔内新增更多的雾状的化学反应吸收剂，保证了压强增大而增多的天然气依旧可以充足的与雾状的化学反应吸收剂反应，从而保证天然气的处理质量不会因为进气管压强增大而产生较大的降低，整个过程为自适应控制，不需要人工或电子控制。

51、4、在进气管压强稍微增大后，天然气可以推动内塔底部的吸收剂排出，增加天然气在内塔的容置空间，从而减少天然气压力，起到一定的降压作用，同时增大空间后，也可以使得新增的天然气不至于直接被泄压排出，增加了天然气被处理的量。

52、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。