[发明专利]气体分离装置及方法

说明书

一种气体分离装置，包含制泡单元、收集单元，及连接所述制泡单元与所述收集单元且能调整坡度的流道。所述制泡单元用于将混合气体打入溶液中，以产生多数膜厚不大于5μm且连续相接的泡沫。所述泡沫沿所述流道向所述收集单元移动，同时利用泡沫薄膜对不同气体有不同的穿透性，而让所述泡沫内的各组成气体得以滤出或留存。并且配合所述流道的长度与坡度，以调整所述泡沫在所述流道上移动的时间长短以及所述泡沫的膜厚，进而控制移动至所述收集单元的泡沫内的组成气体比例。因此，所述泡沫的制程能在室温下进行，而不需要刻意调控操作环境，同时其制造工序较为简易，且少数泡沫破裂不影响气体分离的效果，而能达到简化工序及有效分离气体的功效。

技术领域

本发明涉及一种分离装置及方法，特别是涉及一种气体分离装置及方法。

背景技术

目前，由混合气体中纯化出特定气体多是采用触媒或吸附等方式进行。虽然能获得高纯度的气体，但是所需要的纯化设备不仅体积庞大、操作复杂，而且成本昂贵。

因此，能小规模生产的膜分离法在近年备受瞩目，如美国专利公告号US7255725所描述的一种含碳多孔无机膜(Porous inorganic membrane containing carbon)，及国际专利公开号WO2006017557所公开的一种具有高度选择性分离的薄膜(Membranes forhighly selective separations)等，都是利用气体对薄膜结构的穿透特性以分离出特定气体。

然而，于上述的膜分离法中，制造这类薄膜的工序相当繁复，且此类薄膜若破裂或因环境而老化后，对不同气体将不具有不同的穿透特性，而无法达到分离的目的，而必须重新再进行薄膜制造及分离的工序。

发明内容

本发明的其中一个目的在于提供一种能简化薄膜制造工序的气体分离装置。

本发明的气体分离装置，包含制泡单元、收集单元，及连接所述制泡单元与所述收集单元且能调整坡度的流道。

所述制泡单元用于将混合气体打入溶液中，以产生多数膜厚不大于5μm且连续相接的泡沫。所述泡沫沿所述流道向所述收集单元移动，同时利用泡沫薄膜(membrane)对不同气体有不同的穿透性，而让所述泡沫内的各组成气体得以滤出或留存。并且配合所述流道的长度与坡度，以调整所述泡沫在所述流道上移动的时间长短以及所述泡沫的膜厚，进而控制移动至所述收集单元的泡沫内的组成气体比例。

本发明的气体分离装置，所述制泡单元包括多个输气管，及承载所述溶液的制泡槽，所述输气管的开口端向下插入所述溶液并与所述溶液表面相距一个深度。

本发明的气体分离装置，所述制泡单元还包括盛装所述混合气体的气瓶，及连接于所述气瓶与所述输气管之间的气流调节阀，所述气流调节阀用于控制所述混合气体由所述气瓶输往所述输气管的流量。

本发明的气体分离装置，所述气体分离装置还包含回收单元，所述回收单元包括连接于所述制泡槽与所述收集单元之间的回流管道，及设置于所述回流管道中的水泵，所述水泵用于使所述收集单元内的溶液沿所述回流管道输往所述制泡槽。

本发明的气体分离装置，所述收集单元包括收集槽，及设置于所述收集槽内的破泡器，所述收集槽围绕形成集气空间及位于所述集气空间下方的集液空间，当所述泡沫移动至所述收集槽内并由所述破泡器击破其薄膜，使得所述泡沫内的气体散逸至所述集气空间，而薄膜恢复成液状落至所述集液空间。

本发明的气体分离装置，所述混合气体包含甲烷及二氧化碳。

此外，本发明的另一个目的在于提供一种利用上述气体分离装置，以进行气体分离的方法。

本发明的气体分离方法，包含下列步骤：

步骤A：将混合气体打入溶液中，以产生多数膜厚不大于5μm且连续相接的泡沫；及