[发明专利]一种基于分子相溶性的油循环气体提纯装置及其提纯方法

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，涉及一种气体提纯装置，特别涉及一种基于分子相溶性与气压变化的有机可燃气体油循环提纯装置及其提纯方法。

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；石油开采过程中，也会有许多伴生气的产生。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，石油开采过程的的伴生气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。垃圾填埋气体则是另一种具有开发价值的废气。目前，这些气体的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，这给周边造成了较大环境污染。

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，一种是直接利用废气进行发电，其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；

另一种是对其中的有机成分进行回收。回收工艺有冷凝分离法、压缩法、油吸收法、吸附法、膜分离法、复合回收法。其中，低温回收工艺是回收油田伴生气的主要方法，但存在能耗高、收率低的制约因素；压缩法利用增大压力情况下部分气体液化的原理进行气体分离，成本较高；

油吸收法只是利用油对有机气体的吸收作用将其变成油的一部分，然后通过油的沉淀分层，将其中的重油重新用来进行气体回收，而含有大量轻烃的轻油则运走，并没能将其中的气体从中重新脱离出来，因此，在原料气中大分子气体少时，需要大量不易挥发的油；吸附法的原理与气相色谱法完全相同，利用不同分子在吸附剂中吸附-脱离的时间不同将气体进行分离，这种方法几乎可以将不同气体成分逐个分离，但速度慢，而且吸附剂易受污染；

用于气体分离的膜材料按材质大致分为多孔质膜和非多孔质膜，它们的渗透机理完全不同。多孔质膜分离是依靠各种气体分子渗透速度的不同达到分离目的，而非多孔质膜分离属溶解扩散机理，气体渗透过程分为三个阶段：气体分子溶解于膜表面，溶解的气体分子在膜内扩散、移动，气体分子从膜的另一侧解吸。目前，轻烃回收包括其它气体分离上常用的是非多孔质膜。膜分离法在轻烃回收方面的应用具有很好的发展前景，据国外预测，气体分离膜将是21世纪产业的基础技术之一，但工业应用还不够成熟；复合回收法是多种方法的组合，效率较高，但成本也较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于分子相溶性的油循环气体提纯装置及其提纯方法。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于分子相溶性的油循环气体提纯装置，该气体提纯装置包括油容器以及气路接口、油泵和第一气泵，所述油容器内设置有与气路接口相连的气体喷嘴，油容器的下端设置有气容器，气容器的上端与第一气泵相连，气容器的下端与油泵的一端相连，油泵的另一端与油容器的顶部相连，油容器的顶部设置有出气口，油容器的底部开设有若干个用于连通油容器与气容器的漏油孔。

所述油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，或者油容器内设置有颗粒状填充物。

所述布料层水平放置或者布料层的中间向上高出0.2～5cm。

所述颗粒状填充物的材质为玻璃、陶瓷或者不锈钢，颗粒状填充物的直径为0.5-5mm。

所述出气口以及油容器的截面为圆形，出气口截面的直径为油容器的1/10～1/3。

所述出气口内以及气容器的上端分别设置有与油泵配合的液位检测器。

所述循环提纯装置还包括玻璃管以及密封盖，玻璃管的一端与气容器的下端相连，另一端与密封盖相连。