本發明涉及揮發油分離,尤其涉及一種氣體混合物中揮發油高效節流分離裝置。
背景技術:
1、公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解,而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
2、揮發油是指易揮發的油性物質,通常是指在常溫下能夠迅速轉變成氣態并釋放出具有強烈香味或化學性質的物質。揮發油可以來自于各種植物、化學產品或石油產品,其特性決定了其在不同溫度下的揮發速度和用途。常見的揮發油包括植物揮發油、天然氣和石油揮發油以及工業用揮發油等。
3、揮發油的應用非常廣泛,從醫藥、化妝品到工業生產中都有不同的用途。然而,由于其易揮發的性質,揮發油在使用和處理過程中需要注意安全和環境保護,以避免對人體健康和環境造成不利影響。因此,在某些情況下需要將揮發油從某處去除或減少其濃度的過程。處理氣體混合物中的揮發油通常需要采用特定的技術和方法,以確保有效去除。常見的處理方法包括吸附、冷凝、氧化、化學吸收、膜分離、蒸餾回收等。然而,這些傳統的方法去除率低、揮發油不易從氣體混合物中分離等方面的問題。
技術實現思路
1、針對上述的問題,本發明提出一種氣體混合物中揮發油高效節流分離裝置,其通過“節流膨脹”使夾帶揮發油的混合氣溫度有效降低,使揮發油液化,顯著提高了對揮發油組分的分離效率,提高了混合氣中揮發油的去除率。具體地,本發明的技術方案如下所示。
2、一種氣體混合物中揮發油高效節流分離裝置,包括:一級分離單元、節流膨脹閥、吸附單元和分離檢測單元。其中:所述節流膨脹閥的進口端和一級分離單元的出口連接,節流膨脹閥的出口端和所述吸附單元的進口連接,吸附單元的出口和所述分離檢測單元的進口連接,且所述吸附單元內部填充有能夠吸附揮發油的吸附顆粒。所述一級分離單元的內部從左到右由依次布置的第一層海綿吸附材料、第一油性組分分離膜、第二層海綿吸附材料組成。所述分離檢測單元的內部從左到右由依次布置的第三層海綿吸附材料、第二油性組分分離膜、揮發油組分檢測膜、第四層海綿吸附材料組成。
3、進一步地,所述一級分離單元、吸附單元、分離檢測單元均為筒狀結構。
4、進一步地,所述一級分離單元的出口端為封閉狀,其和所述節流膨脹閥的進口端連通。
5、進一步地,所述節流膨脹閥為直徑小于一級分離單元的出口端直徑的直管或者前窄后寬的喇叭狀結構。
6、進一步地,所述節流膨脹閥的進口端的直徑為一級分離單元的出口直徑的0.2~0.5倍。
7、進一步地,所述節流膨脹閥為前窄后寬的喇叭狀結構時,該節流膨脹閥的出口端的直徑為吸附單元的進口直徑的0.8~1.0倍。
8、進一步地,所述吸附顆粒包括:活性炭顆粒、硅膠顆粒、聚合物吸附樹脂顆粒、油吸附膨潤土顆粒、磁性吸附顆粒等中的至少一種。可選地,所述吸附顆粒的粒徑為0.1~2mm。
9、進一步地,所述海綿吸附材料包括:聚合物海綿、氣凝膠海綿、碳基海綿、功能化海綿、生物基海綿、復合海綿材料等中的至少一種,其主要用于吸附氣體混合物中的揮發油。可選地,所述海綿吸附材料與油性組分分離膜的厚度比為100:1~1000:1。
10、進一步地,所述油性組分分離膜包括:微孔膜、親油性膜、聚合物薄膜、納米過濾膜等中的至少一種,其主要用于進一步去除氣體混合物中的揮發油。可選地,所述油性組分分離膜的厚度為10~100μm。
11、進一步地,所述揮發油組分檢測膜包括:氣體傳感器膜、色譜膜、熒光檢測膜、吸附膜中的至少一種。其中:所述揮發油組分檢測膜的厚度在微米到毫米級別之間。所述氣體傳感器膜厚度為幾微米到幾十微米。所述色譜膜厚度為10~100微米。所述熒光檢測膜厚度為幾微米到幾十微米。所述吸附膜厚度為幾十微米到幾毫米。
12、與現有技術相比,本發明至少具有以下方面的有益技術效果:
13、本發明提供了具有吸附速度快,吸附效率高,節省能耗且能循環利用的“節流膨脹”型揮發油分離裝置。這是由于在揮發油的吸附過程中,夾帶揮發油的混合氣經過通道截面突然縮小的節流膨脹閥形成的節流通道,經過節流通道后通道截面積又突然增大,氣體由高溫高壓小體積向低溫低壓大體積突變,在此過程中,體積急劇膨脹,溫度和壓力隨之下降,混合氣得到冷卻,溫度迅速降低,使揮發油液化。這一過程中讓溫度迅速降低,在節省了冷卻的能量的同時,顯著提高了對氣體混合物中揮發油組分的分離效率,提高了混合氣中揮發油的去除率。另外,本發明在分離檢測單元中的揮發油組分檢測膜可用于檢測揮發油成分,以此來判斷吸附單元中的吸附顆粒是否吸附飽和。若檢測到揮發油成分,則證明前方吸附單元中的吸附顆粒已吸附飽和,接下來需要對所述吸附單元進行揮發油解吸處理,由此實現吸附單元的循環利用。
1.一種氣體混合物中揮發油高效節流分離裝置,其特征在于,包括:一級分離單元、節流膨脹閥、吸附單元和分離檢測單元;其中:
2.根據權利要求1所述的氣體混合物中揮發油高效節流分離裝置,其特征在于,所述一級分離單元、分離檢測單元均為筒狀結構。
3.根據權利要求1所述的氣體混合物中揮發油高效節流分離裝置,其特征在于,所述一級分離單元的出口端為封閉狀,其和所述節流膨脹閥的進口端連通。
4.根據權利要求1所述的氣體混合物中揮發油高效節流分離裝置,其特征在于,所述節流膨脹閥為直徑小于一級分離單元的出口端直徑的直管或者前窄后寬的喇叭狀結構。
5.根據權利要求4所述的氣體混合物中揮發油高效節流分離裝置,其特征在于,所述節流膨脹閥的進口端的直徑為一級分離單元的出口直徑的0.2~0.5倍。
6.根據權利要求4所述的氣體混合物中揮發油高效節流分離裝置,其特征在于,所述節流膨脹閥為前窄后寬的喇叭狀結構時,該節流膨脹閥的出口端的直徑為吸附單元的進口直徑的0.8~1.0倍。
7.根據權利要求1所述的氣體混合物中揮發油高效節流分離裝置,其特征在于,所述吸附單元為筒狀結構。
8.根據權利要求1-7任一項所述的氣體混合物中揮發油高效節流分離裝置,其特征在于,所述吸附顆粒包括:活性炭顆粒、硅膠顆粒、聚合物吸附樹脂顆粒、油吸附膨潤土顆粒、磁性吸附顆粒中的至少一種;
9.根據權利要求1-7任一項所述的氣體混合物中揮發油高效節流分離裝置,其特征在于,所述海綿吸附材料包括:聚合物海綿、氣凝膠海綿、碳基海綿、功能化海綿、生物基海綿、復合海綿材料中的至少一種;
10.根據權利要求1-7任一項所述的氣體混合物中揮發油高效節流分離裝置,其特征在于,所述油性組分分離膜包括:微孔膜、親油性膜、聚合物薄膜、納米過濾膜中的至少一種;