[发明专利]一种基于分子相溶性的有机可燃气体提纯装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及分子科学领域、大气环境领域和节能技术领域，涉及一种气体提纯方法，特别涉及一种基于分子相溶性的有机可燃气体提纯装置及方法。

背景技术

许多社会生产过程中伴随着气体的产生，这些气体中往往含有有机可燃成分，但由于浓度低，难于直接利用，往往直接排放在大气中，这不但造成了能源的浪费，也带来了巨大的环境污染。例如，矿井瓦斯一般在1%以下，而瓦斯浓度要达到5%才能直接燃烧，因此这样的瓦斯不能直接燃烧，难于直接利用，大多直接排放到空气中；油气勘探过程中，泥浆中存在烷烃气体，有时候浓度还会很高，但由于浓度不稳定，因此至今也没有得到合理利用，只能任由其挥发到空气中。瓦斯的主要成分是甲烷，油气勘探过程中排出的泥浆所含有的气体中也含有丰富的甲烷，而甲烷的温室效应是二氧化碳的24倍，因此这些气体不但带来了环境的污染，还带来了能源的浪费。此外，化工、五金行业也会产生大量的废气，如家具加工企业在往家具上喷涂油漆过程中，会散发出大量的甲醛等气体，这些气体对人体有害，但又有较高的燃烧价值。目前，其处理方式基本上是通过加大通风力度，将这些气体直接排放到大气中，这给周边居民造成了较大了环境污染。

目前，已有石油勘探、石油化工和煤气生产与化工等领域产生的伴生气、废气等再利用方面的报道，主要有两种方法，一种是将这些气体液化储存，另一种是直接利用废气进行发电。但这些利用方法的前提条件是废气中的有机成分浓度足够高，至少可以直接燃烧，而对于有机成分浓度低于直接燃烧限的时候，则无能为力，或者需要在其中添加天然气的方法才能进行再利用。显然，当气体中有机可燃成分浓度很低时，发电所用能源主要来自天然气，这会带来新的浪费。

对于气体提纯的方法，主要有分子筛法、催化剂吸附法、冷凝法等。分子筛法速度慢，要求混合气体中待分离成分与其它成分的分子大小有差异，而有机可燃气体成分复杂，分子大小差异较大，不易从混合气体中分离出来；催化剂吸附法由于吸附是在表面进行，催化剂容易受污染，难于长时间稳定工作；冷凝法要求待提纯混合气中有机可燃气体与其它成分的沸点有一定的差异，由于气体成分复杂，有机可燃气很难保证这一点，因此这种方法也不适合于有机可燃气体的提纯。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于分子相溶性的有机可燃气体提纯装置及方法。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于分子相溶性的有机可燃气体提纯装置，该提纯装置包括容器以及设置于容器上端的顶端出口，顶端出口的一侧设置有与容器相连的侧面出口，侧面出口与设置于容器外的真空泵相连，容器的底部设置有气体喷嘴，气体喷嘴与顶端出口设置于容器的同一侧，顶端出口与大气相连通。

所述容器的一侧侧面为向容器内倾斜的斜面，顶端出口设置于斜面的上端。

所述容器内自上而下设置有若干层间隔排布的布料层或者石棉层。

所述布料层或者石棉层与斜面相连，布料层或者石棉层水平放置，或者布料层或者石棉层与斜面相连的一端向上高出0.1～5cm。

所述侧面出口的顶部高于顶端出口的顶部。

所述侧面出口和顶端出口在容器上形成两个管状体，两个管状体的相邻侧相交，管状体的中轴切面为矩形或者梯形。

所述顶端出口内设置有液位检测器。

所述提纯装置还包括排液管，容器的底部为向下凹陷的弧形面，排液管的一端与弧形面相连，另一端设置有盖子。

上述基于分子相溶性的有机可燃气体提纯装置的提纯方法，包括以下步骤：首先在容器中注满油，然后在容器中布置布料或石棉，然后开启真空泵，然后将待提纯气从气体喷嘴注入容器，待提纯气在向上冒出过程中，待提纯气中的与油相溶的气体通过布料或石棉的作用在油中充分的溶解、扩散，扩散至侧面出口后，由于气压低而与油分离，然后由真空泵泵出容器进行收集，待提纯气中的与油不相溶的气体从顶端出口排出容器。

本发明利用有机分子气体容易溶于油中，而普通空气则不易溶于油中的分子相溶性特点，实现有机可燃气体与普通空气的分离。然后在该原理的基础上，构建了一种气体有机可燃气体提纯装置，可以用于提纯石油勘探与开采、石油化工、矿臧开采和煤气生产与化工等领域产生的伴生气、废气等气体中的有机可燃气体，以便于这些气体的再利用，从而达到节能环保的目的。

附图说明

图1为本发明所述提纯装置的结构示意图之一；

图2为本发明所述提纯装置的结构示意图之二（顶端出口的轴向截面为梯形）；