CN220047409U - 一种离子液体与氢气的冷却分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种离子液体与氢气的冷却分离装置，包括冷却箱、分离桶和离子液体收集漏斗，分离桶和离子液体收集漏斗设置在冷却箱内；分离桶的侧壁由内壁和外壁组成的中空结构，上端均与分离桶顶部抵接；分离桶下部设有离子液体收集漏斗，上端开口边缘与分离桶的外壁一周抵接，上端口处还设有下挡板，下挡板与漏斗壁之间留有间隙，所述分离桶的内壁下端高于下挡板；分离桶的顶部设有纯氢气出口，上端外壁开设有混合气入口；分离桶的外壁内侧沿圆周方向均匀的设有竖直挡板。本实用新型结构简单，液气分离效果好，适用于高压氢气混合物中分离氢气与离子液体的冷却分离。

Description

一种离子液体与氢气的冷却分离装置

技术领域

本实用新型涉及液气分离装置技术领域，具体涉及一种离子液体与氢气的冷却分离装置。

背景技术

氢是宇宙中含量最丰富的元素，氢气持续可再生，反应产物绿色清洁无污染，在非核燃料中，氢具有最大的重量能量密度，可以转换为热能，电能和机械能，是未来理想的能源载体，但是在氢气的生产，运输，储存等方面还存在许多问题。

在常用燃料中，氢的体积能量密度最低。压缩是克服这一障碍的直接解决方案。现存的压缩机中，传统液驱活塞式压缩机***复杂，散热差，液压油污染氢气；隔膜式压缩机，排量小，膜片损毁率高；金属氢化物压缩机，压缩缓慢，造价高，维护成本高；离子液体压缩机，散热好，结构简单，使用寿命长，维持成本低，是理想的氢气压缩方法。

但离子液体压缩机在压缩气体时，一些离子液体会随氢气一起被压缩到储气罐中。离子液体是由有机阳离子和有机或无机阴离子构成的在室温下呈液体状态的盐类。为了确保储气罐内氢气的质量，必须采用分离装置将高压氢气中混合的离子液体分离出来，但是，现有技术未有关于高压氢气混合物中分离氢气与离子液体的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构简单，液气分离效果好，从高压氢气混合物中分离氢气与离子液体的冷却分离装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种离子液体与氢气的冷却分离装置，包括冷却箱、分离桶和离子液体收集漏斗，分离桶和离子液体收集漏斗固定在冷却箱内；

所述冷却箱底部设有冷却液入口，上部设有冷却液出口；

所述分离桶的侧壁由内壁和外壁组成的中空结构，内壁和外壁均与分离桶顶部抵接，下部设有离子液体收集漏斗，离子液体收集漏斗上端开口边缘与分离桶的外壁一周抵接，下挡板设置在液体收集漏斗的上端开口处，与漏斗壁之间留有间隙，且分离桶的内壁下端高于下挡板；

所述分离桶的顶部设有纯氢气出口，分离桶5的上端外壁开设有混合气入口；所述分离桶的外壁内侧沿圆周方向均匀的设有竖直挡板，且竖直挡板的顶端低于混合气入口，底端高于下挡板；纯氢气出口、混合气入口和离子液体出口连接有与冷却箱外部联通的导管。

进一步地，所述冷却液出口处还设有冷却液止回阀。

进一步地，所述纯氢气出口处还设有氢气止回阀。

进一步地，所述分离桶通过支撑架与冷却箱固定连接，所述支撑架包括圆形的固定圈和支腿，固定圈与分离桶的外壁固定连接，支腿为L型，螺钉穿过支腿的横杆与冷却箱底部固定连接。

进一步地，所述下挡板为圆形，从圆周到圆心方向渐凸，圆周上还设置有连接片，通过连接片与漏斗边缘固定连接。

进一步地，所述导管与分离桶的连接处为扁管。

本实用新型具有以下优点：本实用新型利用压缩机产生的气体动能与势能，使高压离子液体与氢气的高温混合物进装置后多次撞击低温壁面与竖直挡板和下挡板，热交换使离子液体变成低温液态吸附在壁面与挡板，利用重力滑入离子液体收集漏斗流出分离桶，本实用新型可快速处理大流量高压氢气，下档板避免分离后的纯氢气再与离子液体发生碰撞，造成氢气与离子液体混合，并且完成第二次离子液体的冷却碰撞，使分离更加彻底，本实用新型结构简单，液气分离效果好，适用于高压氢气混合物中分离氢气与离子液体。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为本实用新型分离桶侧剖示意图。

图3为本实用新型分离桶横剖示意图。

图中：1-冷却箱，2-氢气止回阀，3-纯氢气出口，4-混合气入口，5-分离桶，6-离子液体出口，7-冷却液入口，8-冷却液止回阀，9-螺钉，10-支撑架，11-离子液体收集漏斗，12-冷却液出口，13-竖直挡板，14-下挡板，15-外壁，16-内壁，17-连接片。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的描述，本实用新型的保护范围不局限于以下所述：

如图1～图3所示，一种离子液体与氢气的冷却分离装置包括冷却箱1、分离桶5和离子液体收集漏斗11，分离桶5和离子液体收集漏斗11固定在冷却箱1内；

所述冷却箱1底部设有冷却液入口7，上部设有冷却液出口12；

所述分离桶5的侧壁由内壁16和外壁15组成的中空结构，内壁16和外壁15均与分离桶5顶部抵接，下部设有离子液体收集漏斗11，离子液体收集漏斗11上端开口边缘与分离桶5的外壁15一周抵接，下挡板14设置在液体收集漏斗的上端开口处，与漏斗壁之间留有间隙，且分离桶5的内壁16下端高于下挡板14；

所述分离桶的顶部设有纯氢气出口3，分离桶的上端外壁15开设有混合气入口4；所述分离桶的外壁15内侧沿圆周方向均匀的设有竖直挡板13，且竖直挡板13的顶端低于混合气入口4，底端高于下挡板14；纯氢气出口3、混合气入口4和离子液体出口6连接有与冷却箱1外部联通的导管。

本实用新型的工作原理是：使用时，向冷却箱1的冷却液入口7通入冷却液，高压离子液体与氢气混合物通过高压离子液体与氢气混合气入口4进入分离桶外壁15与内壁16形成的环形通道，此时离子液体压缩机压缩后的高温混合气含有动能和势能，混合气利用自身动能，沿环形通道盘旋向下，过程中高温的混合气一直撞击沿途的分离桶内外壁以及竖直挡板13，分离桶在冷却箱1内，其内外壁15以及竖直挡板13维持低温，高温混合气在撞击过程中发生热交换，离子液体低温液化吸附在分离桶内外壁15与竖直挡板13上，在重力作用下向下流动进入离子液体收集漏斗11，混合气在动能作用向下到达环形通道底部，撞击同样低温的下挡板14，混合气发生热交换，其中剩余的离子液体液化吸附在下挡板14，吸附的竖直挡板13和分离桶内外壁的离子液体在重力作用下流入离子液体收集漏斗11，沿漏斗底部离子液体出口6流出，分离后的氢气沿分离桶内壁16围成的通道向上由纯氢气出口3流出。

作为本实用新型的另一优选实施方式，在上述结构的基础上，冷却液出口12处设有冷却液止回阀8，纯氢气出口3处设有氢气止回阀2；分离桶通过支撑架10与冷却箱1固定连接，所述支撑架10包括圆形的固定圈和支腿，固定圈与分离桶的外壁15固定连接，支腿为L型，螺钉9穿过支腿的横杆与冷却箱1底部固定连接。所述下挡板14为圆形，从圆周到圆心方向渐凸，圆周上还设置有连接片17，通过连接片17与漏斗边缘固定连接。导管与分离桶的连接处为扁管。

设置止回阀防止冷却液和分离的纯氢气进行回流，影响分离效果。圆形固定圈可以稳定的支撑和固定分离桶，再通过螺钉9进一步将冷却箱1与收集漏斗牢牢的固定在冷却箱1中。渐凸的圆形下挡板14设置利于吸附的离子液体在重力作用下流入漏斗中，便于吸附的离子液体收集。导管与分离桶的连接处设置为扁管可起到缓冲的作用。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种离子液体与氢气的冷却分离装置，其特征在于，包括冷却箱（1）、分离桶（5）和离子液体收集漏斗（11），分离桶（5）和离子液体收集漏斗（11）固定在冷却箱（1）内；

所述冷却箱（1）底部设有冷却液入口（7），上部设有冷却液出口（12）；

所述分离桶（5）的侧壁由内壁（16）和外壁（15）组成的中空结构，内壁（16）和外壁（15）均与分离桶（5）顶部抵接，下部设有离子液体收集漏斗（11），离子液体收集漏斗（11）上端开口边缘与分离桶（5）的外壁（15）一周抵接，下挡板（14）设置在液体收集漏斗的上端开口处，与漏斗壁之间留有间隙，且分离桶（5）的内壁（16）下端高于下挡板（14）；

所述分离桶（5）的顶部设有纯氢气出口（3），上端外壁（15）开设有混合气入口（4），所述分离桶（5）的外壁（15）内侧沿圆周方向均匀的设有竖直挡板（13），且竖直挡板（13）的顶端低于混合气入口（4），底端高于下挡板（14）；纯氢气出口（3）、混合气入口（4）和离子液体出口（6）连接有与冷却箱（1）外部联通的导管。

2.根据权利要求1所述的一种离子液体与氢气的冷却分离装置，其特征在于，所述冷却液出口（12）处还设有冷却液止回阀（8）。

3.根据权利要求1所述的一种离子液体与氢气的冷却分离装置，其特征在于，所述纯氢气出口（3）处还设有氢气止回阀（2）。

4.根据权利要求1所述的一种离子液体与氢气的冷却分离装置，其特征在于，所述分离桶（5）通过支撑架（10）与冷却箱（1）固定连接，所述支撑架（10）包括圆形的固定圈和支腿，固定圈与分离桶（5）的外壁（15）固定连接，支腿为L型，螺钉（9）穿过支腿的横杆与冷却箱（1）底部固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种离子液体与氢气的冷却分离装置，其特征在于，所述下挡板（14）为圆形，从圆周到圆心方向渐凸，圆周上还设置有连接片（17），通过连接片（17）与漏斗边缘固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种离子液体与氢气的冷却分离装置，其特征在于，所述导管与分离桶（5）的连接处为扁管。