分离装置和分离方法制造方法及图纸

分离装置(1)和分离方法，分离装置(1)包括：膜分离模块(10)、吸附模块(20)和进气模块(30)，膜分离模块(10)包括第一壳体(110)以及能够设在第一壳体(110)内的膜组件(130)，第一壳体(110)具有第一进气口(121)、第一出气口(122)和渗余气出口(123)，膜组件(130)具有渗透气出口，渗透气出口与第一出气口(122)连通；吸附模块(20)包括第二壳体(210)以及能够设在第二壳体(210)内的吸附剂层(230)，第二壳体(210)设在第一壳体(110)上，其中第二壳体(210)具有第二进气口(221)、第二出气口(222)和解吸气出口(223)，第二进气口(221)与第一出气口(122)连通；进气模块(30)具有第三出气口(321)，第三出气口(321)与第一进气口(121)连通。该分离装置(1)具有占地面积小、重量轻、制造成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分离装置和分离方法
本专利技术涉及分离装置和分离方法。
技术介绍
可采用塔器分离、膜分离、吸附分离等技术制取高纯度气体(摩尔纯度大于99.9％的气体)。通过膜分离制取高纯度气体，一般需要两级提纯、甚至更多级数的提纯才能实现，从而导致高纯度气体的制取成本高。尤其当原料气体中的目标气体组分的浓度较低时，高纯度气体的制取成本更高，从而限制了膜分离的使用范围。目前，当原料气体中的目标气体组分的浓度含量较低时，会选择将原料气体先通过膜分离装置进行粗提纯，粗提纯后的气体再进入吸附分离装置以便制取高纯度气体。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供分离装置和分离方法。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种分离装置，所述分离装置包括：膜分离模块，所述膜分离模块包括第一壳体以及能够设在所述第一壳体内的膜组件，所述第一壳体具有第一进气口、第一出气口和渗余气出口，所述膜组件具有渗透气出口，所述渗透气出口与所述第一出气口连通；吸附模块，所述吸附模块包括第二壳体以及能够设在所述第二壳体内的吸附剂层，所述第二壳体设在所述第一壳体上，其中所述第二壳体具有第二进气口、第二出气口和解吸气出口，所述第二进气口与所述第一出气口连通；和进气模块，所述进气模块具有第三出气口，所述第三出气口与所述第一进气口连通。根据本专利技术实施例的分离装置具有占地面积小、重量轻、制造成本低的优点。可选地，所述第二壳体直接设在所述第一壳体上。可选地，所述第一进气口为多个，每个所述第一进气口与所述第三出气口连通，可选地，所述膜组件为多个，所述第一出气口为多个，所述第二进气口为多个，其中多个所述膜组件的所述渗透气出口一一对应地与多个所述第一出气口连通，多个所述第一出气口一一对应地与多个所述第二进气口连通。可选地，所述进气模块包括：进气管，所述进气管具有第四出气口；和气体分配盘，所述气体分配盘具有缓冲腔和多个所述第三出气口，每个所述第三出气口与所述缓冲腔连通，所述第四出气口与所述缓冲腔连通，其中所述第一进气口为多个，多个所述第三出气口一一对应地与多个所述第一进气口连通。可选地，所述膜分离模块为多个，所述吸附模块为多个，每个所述膜分离模块的所述第一进气口与所述第三出气口连通，多个所述第二壳体一一对应地设在多个所述第一壳体上，多个所述膜分离模块的所述第一出气口一一对应地与多个所述吸附模块的所述第二进气口连通。可选地，所述进气模块为多个，多个所述进气模块的所述第三出气口一一对应地与多个所述膜分离模块的所述第一进气口连通。可选地，所述进气模块包括：进气总管；控制阀，所述控制阀具有第三进气口和多个所述第三出气口，所述第三进气口可切换地与多个所述第三出气口中的任意一个连通，其中所述进气总管与所述第三进气口相连；和多个进气支管，多个所述进气支管的第一端部一一对应地与多个所述第三出气口相连，多个所述进气支管的第二端部一一对应地与多个所述膜分离模块的所述第一进气口相连。可选地，所述进气模块包括：进气管，所述进气管具有第四出气口；和气体分配盘，所述气体分配盘具有多个缓冲腔、多个第三进气口和多个所述第三出气口，多个所述第三进气口一一对应地与多个所述缓冲腔连通，多个所述第三出气口一一对应地与多个所述缓冲腔连通，其中所述第四出气口可切换地与多个所述第三进气口中的任意一个连通，多个所述第三出气口一一对应地与多个所述膜分离模块的所述第一进气口连通，可选地，所述气体分配盘为环形，多个所述第三进气口设在所述气体分配盘的内周面上，其中所述气体分配盘能够套设在所述进气管的设有所述第四出气口的部分上，所述进气管能够相对所述气体分配盘可旋转地设置，可选地，每个所述第三出气口包括多个子出气口，多个所述子出气口构成沿所述气体分配盘的周向间隔开设置的多个子出气口组，每个所述子出气口组包括沿所述气体分配盘的径向间隔开设置的多个所述子出气口，每个所述膜分离模块具有多个所述第一进气口，每个所述膜分离模块的多个所述第一进气口一一对应地与相应的所述第三出气口的所述多个子出气口连通。可选地，所述气体分配盘包括：环形的第一盘体，所述第一盘体具有第一端面，所述第一端面上设有多个所述缓冲腔，所述缓冲腔的内端敞开以便形成所述第三进气口或者所述第三进气口设在所述缓冲腔的内侧壁面上，其中所述第一盘体能够套设在所述进气管的设有所述第四出气口的部分上，所述进气管能够相对所述第一盘体可旋转地设置；和第二盘体，所述第二盘体设在所述第一端面上，所述第二盘体覆盖多个所述缓冲腔，所述第三出气口设在所述第二盘体上，所述第三出气口沿所述第二盘体的厚度方向贯通所述第二盘体。可选地，所述气体分配盘包括：环形的第一盘体，所述第一盘体具有在其厚度方向上相对的第一端面和第二端面，所述第一盘体上设有多个所述缓冲腔，每个所述缓冲腔沿所述第一盘体的厚度方向贯通所述第一盘体，所述缓冲腔的内端敞开以便形成所述第三进气口或者所述第三进气口设在所述缓冲腔的内侧壁面上；以及第二盘体和环形的第三盘体，所述第二盘体设在所述第一端面上，所述第三盘体设在所述第二端面上，所述第二盘体和所述第三盘体覆盖多个所述缓冲腔，其中所述第一盘体能够套设在所述进气管的设有所述第四出气口的部分上，所述进气管能够相对所述第一盘体可旋转地设置，所述第三出气口设在所述第二盘体上，所述第三出气口沿所述第二盘体的厚度方向贯通所述第二盘体。可选地，多个所述膜分离模块沿第一周向布置，所述第一壳体包括：第一端板和第二端板；以及第一侧板、第二侧板、第一内侧板和第一外侧板，所述第一侧板、所述第一内侧板、所述第二侧板和第一外侧板依次相连以便形成第一围板，所述第一围板的第一端部与所述第一端板相连，所述第一围板的第二端部与所述第二端板相连，其中所述第一进气口设在所述第一端板上，所述第一出气口设在所述第二端板上，所述渗余气出口设在所述第一围板和所述第一端板中的至少一个上，可选地，多个所述膜分离模块的所述第一端板一体成型，多个所述膜分离模块的所述第二端板一体成型，可选地，在所述第一周向上相邻的两个所述第一壳体中的一者的所述第一侧板与另一者的所述第二侧板一体成型，可选地，多个所述膜分离模块的所述第一内侧板一体成型，多个所述膜分离模块的所述第一外侧板一体成型，可选地，每个所述膜组件的第一端部与相应的所述第一端板相连，每个所述膜组件的第二端部敞开以便形成所述渗透气出口，每个所述膜组件的第二端部与相应的所述第二端板上的所述第一出气口相连，可选地，多个所述膜分离模块的第一内侧板位于第一正圆柱面或第一正棱柱面上，多个所述膜分离模块的第一外侧板位于第二正圆柱面或第二正棱柱面上。可选地，多个所述吸附模块沿第一周向布置，所述第二壳体包括：第三端板和第四端板；以及第三侧板、第四侧板、第二内侧板和第二外侧板，所述第三侧板、所述第二内侧板、所述第四侧板和第二外侧板依次相连以便形成第二围板，所述第二围板的第一端部与所述第三端板相连，所述第二围板的第二端部与所述第四端板相连，其中所述第二进气口设在所述第三端板上，所述第二出气口设在所述第四端板上，所述解吸气出口设在所述第二围板和所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分离装置，其特征在于，包括：/n膜分离模块，所述膜分离模块包括第一壳体以及能够设在所述第一壳体内的膜组件，所述第一壳体具有第一进气口、第一出气口和渗余气出口，所述膜组件具有渗透气出口，所述渗透气出口与所述第一出气口连通；/n吸附模块，所述吸附模块包括第二壳体以及能够设在所述第二壳体内的吸附剂层，所述第二壳体设在所述第一壳体上，其中所述第二壳体具有第二进气口、第二出气口和解吸气出口，所述第二进气口与所述第一出气口连通；和/n进气模块，所述进气模块具有第三出气口，所述第三出气口与所述第一进气口连通。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181231 CN 2018116522809一种分离装置，其特征在于，包括：
膜分离模块，所述膜分离模块包括第一壳体以及能够设在所述第一壳体内的膜组件，所述第一壳体具有第一进气口、第一出气口和渗余气出口，所述膜组件具有渗透气出口，所述渗透气出口与所述第一出气口连通；
吸附模块，所述吸附模块包括第二壳体以及能够设在所述第二壳体内的吸附剂层，所述第二壳体设在所述第一壳体上，其中所述第二壳体具有第二进气口、第二出气口和解吸气出口，所述第二进气口与所述第一出气口连通；和
进气模块，所述进气模块具有第三出气口，所述第三出气口与所述第一进气口连通。


根据权利要求1所述的分离装置，其特征在于，所述第二壳体直接设在所述第一壳体上。


根据权利要求1或2所述的分离装置，其特征在于，所述第一进气口为多个，每个所述第一进气口与所述第三出气口连通，可选地，所述膜组件为多个，所述第一出气口为多个，所述第二进气口为多个，其中多个所述膜组件的所述渗透气出口一一对应地与多个所述第一出气口连通，多个所述第一出气口一一对应地与多个所述第二进气口连通。


根据权利要求1或2所述的分离装置，其特征在于，所述进气模块包括：
进气管，所述进气管具有第四出气口；和
气体分配盘，所述气体分配盘具有缓冲腔和多个所述第三出气口，每个所述第三出气口与所述缓冲腔连通，所述第四出气口与所述缓冲腔连通，其中所述第一进气口为多个，多个所述第三出气口一一对应地与多个所述第一进气口连通。


根据权利要求1或2所述的分离装置，其特征在于，所述膜分离模块为多个，所述吸附模块为多个，每个所述膜分离模块的所述第一进气口与所述第三出气口连通，多个所述第二壳体一一对应地设在多个所述第一壳体上，多个所述膜分离模块的所述第一出气口一一对应地与多个所述吸附模块的所述第二进气口连通。


根据权利要求5所述的分离装置，其特征在于，所述进气模块为多个，多个所述进气模块的所述第三出气口一一对应地与多个所述膜分离模块的所述第一进气口连通。


根据权利要求5所述的分离装置，其特征在于，所述进气模块包括：
进气总管；
控制阀，所述控制阀具有第三进气口和多个所述第三出气口，所述第三进气口可切换地与多个所述第三出气口中的任意一个连通，其中所述进气总管与所述第三进气口相连；和
多个进气支管，多个所述进气支管的第一端部一一对应地与多个所述第三出气口相连，多个所述进气支管的第二端部一一对应地与多个所述膜分离模块的所述第一进气口相连。


根据权利要求5所述的分离装置，其特征在于，所述进气模块包括：
进气管，所述进气管具有第四出气口；和
气体分配盘，所述气体分配盘具有多个缓冲腔、多个第三进气口和多个所述第三出气口，多个所述第三进气口一一对应地与多个所述缓冲腔连通，多个所述第三出气口一一对应地与多个所述缓冲腔连通，其中所述第四出气口可切换地与多个所述第三进气口中的任意一个连通，多个所述第三出气口一一对应地与多个所述膜分离模块的所述第一进气口连通，
可选地，所述气体分配盘为环形，多个所述第三进气口设在所述气体分配盘的内周面上，其中所述气体分配盘能够套设在所述进气管的设有所述第四出气口的部分上，所述进气管能够相对所述气体分配盘可旋转地设置，
可选地，每个所述第三出气口包括多个子出气口，多个所述子出气口构成沿所述气体分配盘的周向间隔开设置的多个子出气口组，每个所述子出气口组包括沿所述气体分配盘的径向间隔开设置的多个所述子出气口，每个所述膜分离模块具有多个所述第一进气口，每个所述膜分离模块的多个所述第一进气口一一对应地与相应的所述第三出气口的所述多个子出气口连通。


根据权利要求8所述的分离装置，其特征在于，所述气体分配盘包括：
环形的第一盘体，所述第一盘体具有第一端面，所述第一端面上设有多个所述缓冲腔，所述缓冲腔的内端敞开以便形成所述第三进气口或者所述第三进气口设在所述缓冲腔的内侧壁面上，其中所述第一盘体能够套设在所述进气管的设有所述第四出气口的部分上，所述进气管能够相对所述第一盘体可旋转地设置；和
第二盘体，所述第二盘体设在所述第一端面上，所述第二盘体覆盖多个所述缓冲腔，所述第三出气口设在所述第二盘体上，所述第三出气口沿所述第二盘体的厚度方向贯通所述第二盘体。


根据权利要求8所述的分离装置，其特征在于，所述气体分配盘包括：
环形的第一盘体，所述第一盘体具有在其厚度方向上相对的第一端面和第二端面，所述第一盘体上设有多个所述缓冲腔，每个所述缓冲腔沿所述第一盘体的厚度方向贯通所述第一盘体，所述缓冲腔的内端敞开以便形成所述第三进气口或者所述第三进气口设在所述缓冲腔的内侧壁面上；以及
第二盘体和环形的第三盘体，所述第二盘体设在所述第一端面...

【专利技术属性】
技术研发人员：张胜中，张英，乔凯，范得权，张延鹏，高明，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11