[实用新型]一种基于超音速变温式气体净化器

说明书

本实用新型的基于超音速变温式气体净化器，包括超音速分离器和凝液分离器；超音速分离器包括渐缩加速度腔、造涡腔、超音速分离腔和渐扩升压腔，造涡腔和超音速分离腔的内径一样，渐缩加速度腔内开有气相入口，渐扩升压腔内开有高温净化气出口，超音速分离腔的底部开有凝液出口；凝液分离器包括罐体和固定在罐体内的气液凝聚分离模块，气液凝聚分离模块下方的罐体上开有凝液进口，凝液进口连通凝液出口，罐体的顶部设有低温净化气出口，罐体的底部设有净化凝液出口。本实用新型利用高压混合气体自身的压力损失，不需要额外动力或者冷源，避免能量浪费，且气体净化高效；具有大处理量，净化气纯度高；分离快速，占地面积小。

技术领域

本实用新型属于气体净化技术领域，具体涉及一种基于超音速变温式气体净化器。

背景技术

超音速分离器利用气体在达到超音速流动的状态下，气体中沸点较高的气态杂质在低温时冷凝为液态的现象进行气体的分离净化，是一种将透平膨胀、分离器和压缩机功能集于一体的装置，多组分介质气体在一定的进、出口压差作用下会形成气流，它通过合理组织气流的节流、膨胀、分离、复压等热力过程，可在极短时间内实现压力能与动能的相互转换，从而获得其状态参数(压力、温度、流速、密度)的急剧变化，达到分离(液化)其不同组分的效果，其具有占地面积小、无任何旋转部件、不需外部能源动力的特点。

对于多组分气体的净化，例如在加氢工艺中，低分气由于含有C1-C5等烃类而导致不能直接利用，需要对低分气进行净化处理，为了脱除低分气中的C2及以上的烃类，目前常用的净化方法有吸附、膜过滤或者换热法，两种方法的处理成本均较高。

中国发明专利ZL104208978B公开了一种气体净化的设备及方法，通过冷冻液化从工艺气中分离出液态二氧化碳，此方法所得二氧化碳纯度较高，但需要外部冷源的支持；中国发明专利ZL107930344A公开了一种内循环变压吸附式氢气净化器,主要由内置的内装吸附剂的并列第一吸附净化缸和第二吸附净化缸，通过改变气体净化流程工艺实施气体净化，此方法能耗较小，但是需要高效吸附剂的支持。

因此，需要采用结构简单、处理效率高、处理成本低的低分气净化设备对现有技术进行改进。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种基于超音速变温式气体净化器，以解决现有气体净化设备需要外部冷源或者需要高效吸附剂支持带来的结构较复杂、处理效率低以及处理成本高的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于超音速变温式气体净化器，包括超音速分离器和凝液分离器；

所述超音速分离器按照处理顺序包括依次连接的渐缩加速度腔、造涡腔、超音速分离腔和渐扩升压腔，所述造涡腔和所述超音速分离腔的内径一样，所述渐缩加速度腔内开有气相入口，所述渐扩升压腔内开有高温净化气出口，所述超音速分离腔的底部开有凝液出口；

所述凝液分离器包括罐体和固定在所述罐体内的气液凝聚分离模块，所述气液凝聚分离模块下方的所述罐体上开有凝液进口，所述凝液进口连通所述凝液出口，所述罐体的顶部设有低温净化气出口，所述罐体的底部设有净化凝液出口。

本实用新型进一步设置为，所述高温净化气出口和所述低温净化气出口通过管道共同连通着净化气出口。

本实用新型进一步设置为，所述气液凝聚分离模块为丝网固定的纤维分离装置。

本实用新型进一步设置为，所述气液凝聚分离模块的纵截面为π形。

进一步地，所述气液凝聚分离模块包括盘状的顶部结构和连接在所述顶部结构下方的底部结构，所述顶部结构为圆形或矩形，所述底部结构为锥形筒状或者对称的瓣体。

本实用新型进一步设置为，所述造涡腔包括腔体和均匀固定在所述腔体上的多个螺旋叶片。