權利要求書： 1.一種混合氣體的分離裝置，其特征在于，包括吸附管路、氣體吸附結構和加熱機構；

多個所述吸附管路依次連通，其中一個吸附管路設有供混合氣體進入的氣體進口，另一個吸附管路設有排出氣體的氣體出口；

多個氣體吸附結構一一對應安裝在多個所述吸附管路內，各所述氣體吸附結構分別對應吸附混合氣體中多種氣體中的其中一種；

多個所述加熱機構與多個所述吸附管路一一對應配合，并用于加熱所述吸附管路。

2.根據(jù)權利要求1所述的混合氣體的分離裝置，其特征在于，多個所述吸附管路包括依次連通的第一吸附管路、第二吸附管路和第三吸附管路；

所述第一吸附管路設有所述氣體進口，所述第三吸附管路設有氣體出口，所述氣體出口連接有排氣管路；

所述第一吸附管路和所述第二吸附管路之間設有第一閥體，所述第一閥體用于開閉所述第一吸附管路和所述第二吸附管路之間的連通；

所述第二吸附管路與所述第三吸附管路之間設有第二閥體，所述第二閥體用于開閉所述第二吸附管路與所述第三吸附管路之間的連通；

所述排氣管路上設有第三閥體，所述第三閥體同于開閉所述排氣管路。

3.根據(jù)權利要求2所述的混合氣體的分離裝置，其特征在于，所述第一閥體通過第一出氣管路與所述第三閥體連接，所述第一閥體用于開閉所述第一出氣管路的進口，所述第三閥體用于開閉所述第一出氣管路的出口。

4.根據(jù)權利要求2所述的混合氣體的分離裝置，其特征在于，所述排氣管路上設有第四閥體，所述第二閥體通過第二出氣管路與所述第四閥體連接，所述第二閥體用于開閉所述第二出氣管路的進口，所述第四閥體用于開閉所述第二出氣管路的出口。

5.根據(jù)權利要求2所述的混合氣體的分離裝置，其特征在于，所述排氣管路具有進氣端和出氣端，所述進氣端與所述氣體出口連通，所述出氣端連接有氣體檢測器。

6.根據(jù)權利要求1-5任一項所述的混合氣體的分離裝置，其特征在于，所述吸附管路的數(shù)量為X，混合氣體待分離的氣體種類為Y，其中，Y＝X+1。

7.根據(jù)權利要求1-5任一項所述的混合氣體的分離裝置，其特征在于，所述吸附管路為U型管。

8.根據(jù)權利要求1-5任一項所述的混合氣體的分離裝置，其特征在于，還包括溫度檢測機構和控制機構；

多個所述溫度檢測機構分別與多個所述吸附管路一一對應連接，并用于檢測所述吸附管路的溫度；

所述控制機構分別與所述溫度檢測機構和所述加熱機構相連接，所述控制機構用于開閉所述加熱機構。

9.根據(jù)權利要求1-5任一項所述的混合氣體的分離裝置，其特征在于，還包括散熱機構，所述散熱機構用于為所述吸附管路降溫。

10.一種混合氣體的分離方法，其特征在于，包括以下步驟：氣體吸附：將混合氣體依次通過多個氣體吸附結構，各所述氣體吸附結構分別對應吸附混合氣體中多種氣體中的其中一種；

氣體排出：先排出被吸附過濾后的混合氣體，然后再加熱排出被吸附的氣體。

說明書： 混合氣體的分離裝置及分離方法技術領域[0001] 本發(fā)明涉及混合氣體分離檢測技術領域，尤其是涉及一種混合氣體的分離裝置及分離方法。

背景技術[0002] 現(xiàn)有的混合氣體的分離裝置是在色譜柱內填充或噴涂特殊材料，這些特殊材料對不同氣體分子的吸引力不同，因此混合氣體在管路中流動過程中，不同氣體的流速慢慢發(fā)

生變化，通過較長管路的流動后，不同氣體逐漸被分離開。

[0003] 由于現(xiàn)有的色譜柱是通過不同氣體在管路中的流動速度不同來分離，因此分離效果并不理想，經常會出現(xiàn)分離不完全的情況；而且需要在有限的體積內，使氣體流過盡量長

的長度，因此管路直徑很細，不僅使得氣體流量低，造成分離效率低下，而且氣體通過時容

易造成管路堵塞，只能允許少量的被測氣體進入，影響檢測效率。

發(fā)明內容[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種混合氣體的分離裝置以及應用該裝置的分離方法，以解決現(xiàn)有的色譜柱分離效果不佳，分離效率低下，影響檢測效率的問題。

[0005] 為解決上述技術問題，本發(fā)明首先提供了一種混合氣體的分離裝置，具體技術方案如下：

[0006] 一種混合氣體的分離裝置，包括吸附管路、氣體吸附結構和加熱機構；多個所述吸附管路依次連通，其中一個吸附管路設有供混合氣體進入的氣體進口，另一個吸附管路設

有排出氣體的氣體出口；多個氣體吸附結構一一對應安裝在多個所述吸附管路內，各所述

氣體吸附結構分別對應吸附混合氣體中多種氣體中的其中一種；多個所述加熱機構與多個

所述吸附管路一一對應配合，并用于加熱所述吸附管路。

[0007] 進一步的，多個所述吸附管路包括依次連通的第一吸附管路、第二吸附管路和第三吸附管路；所述第一吸附管路設有所述氣體進口，所述第三吸附管路設有氣體出口，所述

氣體出口連接有排氣管路；所述第一吸附管路和所述第二吸附管路之間設有第一閥體，所

述第一閥體用于開閉所述第一吸附管路和所述第二吸附管路之間的連通；所述第二吸附管

路與所述第三吸附管路之間設有第二閥體，所述第二閥體用于開閉所述第二吸附管路與所

述第三吸附管路之間的連通；所述排氣管路上設有第三閥體，所述第三閥體同于開閉所述

排氣管路。

[0008] 進一步的，所述第一閥體通過第一出氣管路與所述第三閥體連接，所述第一閥體用于開閉所述第一出氣管路的進口，所述第三閥體用于開閉所述第一出氣管路的出口。

[0009] 進一步的，所述排氣管路上設有第四閥體，所述第二閥體通過第二出氣管路與所述第四閥體連接，所述第二閥體用于開閉所述第二出氣管路的進口，所述第四閥體用于開

閉所述第二出氣管路的出口。

[0010] 進一步的，所述排氣管路具有進氣端和出氣端，所述進氣端與所述氣體出口連通，所述出氣端連接有氣體檢測器。

[0011] 進一步的，所述吸附管路的數(shù)量為X，混合氣體待分離的氣體種類為Y，其中，Y＝X+1。

[0012] 進一步的，所述吸附管路為U型管。[0013] 進一步的，還包括溫度檢測機構和控制機構；多個所述溫度檢測機構分別與多個所述吸附管路一一對應連接，并用于檢測所述吸附管路的溫度；所述控制機構分別與所述

溫度檢測機構和所述加熱機構相連接，所述控制機構用于開閉所述加熱機構。

[0014] 進一步的，還包括散熱機構，所述散熱機構用于為所述吸附管路降溫。[0015] 另外，本發(fā)明還提供了一種氣體分離方法，包括以下步驟：氣體吸附：將混合氣體依次通過多個氣體吸附結構，各所述氣體吸附結構分別對應吸附混合氣體中多種氣體中的

其中一種；氣體排出：先排出被吸附過濾后的混合氣體，然后再加熱排出被吸附的氣體。

[0016] 根據(jù)本發(fā)明提供的混合氣體的分離裝置和分離方法，通過依次對混合氣體中的各類待分離氣體進行吸附，實現(xiàn)分離目的，并且能夠通過加熱釋放被吸附的氣體，分離過程無

需氣體經過較長且細的管路，不僅氣體分離效果優(yōu)于現(xiàn)有的色譜柱分離方式，而且分離效

率顯著提高，有利于后續(xù)的檢測。

附圖說明[0017] 為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的

附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前

提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

[0018] 圖1為本發(fā)明實施例提供的混合氣體的分離裝置的工作原理及各部件連接示意圖；

[0019] 圖2為本發(fā)明實施例提供的混合氣體的分離裝置的部分結構示意圖；[0020] 圖3為本發(fā)明實施例提供的混合氣體的分離裝置的U型管的結構示意圖；[0021] 圖4為本發(fā)明實施例提供的混合氣體的分離方法的流程示意圖。[0022] 圖標：[0023] 1-第一吸附管路；101-氣體進口；2-第二吸附管路；3-第三吸附管路；301-氣體出口；4-氣體吸附結構；5-排氣管路；501-進氣端；502-出氣端；6-氣體檢測器；7-第一閥體；8-

第二閥體；9-第三閥體；10-第四閥體；11-第一干燥器；12-第二干燥器；13-第三干燥器；14-

溫度檢測機構；15-散熱機構；16-殼體；17-夾持機構；

具體實施方式[0024] 下面將結合實施例對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技

術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范

圍。

[0025] 在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了

便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、

以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、

“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

[0026] 在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可

以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是

兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本

發(fā)明中的具體含義。

[0027] 由于色譜柱是通過不同氣體在管路中的流動速度不同來分離，因此分離效果并不理想，經常會出現(xiàn)分離不完全的情況；而且色譜柱需要在有限的體積內，使氣體流過盡量長

的長度，因此管路直徑很細，氣體通過時容易造成管路堵塞；而由于管路直徑細，氣體流量

低，因此氣體分離需要的時間較長，約為15min；并且管路只能允許少量的被測氣體進入，

氣體量大時容易造成分離裝置過載，無法完成分離，最大允許的被測氣體體積不大于1mL。

有鑒于此，本實施例提供了一種混合氣體的分離裝置，通過改變混合氣體的分離原理來實

現(xiàn)對混合氣體的分離，以達到更好的分離效果和效率。

[0028] 結合附圖1所示(圖中的箭頭為混合氣體的流動方向)，本實施例的混合氣體的分離裝置，包括吸附管路、氣體吸附結構4和加熱機構(圖中未示出)；本實施例的多個吸附管

路依次連通，其中一個吸附管路設有供混合氣體進入的氣體進口101，另一個吸附管路設有

排出氣體的氣體出口301，該氣體出口301通過排氣管路5連接有檢測器，經過檢測器檢測后

的氣體最終排出裝置外，具體的，是本實施例的排氣管路5具有進氣端501和出氣端502，本

實施例的進氣端501與氣體出口301連通，出氣端502連接有氣體檢測器6。

[0029] 本實施例的多個氣體吸附結構4一一對應安裝在多個吸附管路內，氣體吸附結構4的材料優(yōu)選為吸附效果好的高分子材料，例如A沸石，Y沸石，beta沸石，ZSM-5，F(xiàn)ER，MEL等沸

石，各氣體吸附結構4分別對應吸附混合氣體中多種氣體中的其中一種，并且每個吸附結構

具有不同的吸附功能，或者說各吸附結構吸附的氣體種類不同。

[0030] 本實施例的多個加熱機構與多個吸附管路一一對應配合，并用于加熱吸附管路，在具體應用時，加熱步驟一般是在混合氣體被完全吸附后，然后再依次對各個吸附管路進

行加熱，來釋放吸附后的氣體。具體的，加熱機構可以是安裝在吸附管路內的絕緣加熱絲。

[0031] 在應用本實施例的混合氣體的分離裝置進行氣體分離時，需要通過依次對混合氣體中的各類待分離氣體進行吸附，或者說使得混合氣體依次經過多個吸附管路，實現(xiàn)氣體

逐個分離的目的，并且能夠通過加熱釋放被吸附的氣體，分離過程無需氣體經過細長的管

路，不僅氣體分離效果優(yōu)于現(xiàn)有的色譜柱分離方式，而且分離效率顯著提高，有利于后續(xù)的

檢測。另外，由于使用了吸附原理進行混合氣體分離，因此不同氣體的分離時間間隔可以自

由設定，能實現(xiàn)不同氣體的完全分離。通過上述結構設計，本實施例的分離裝置管路直徑最

高可以做到10mm，不易造成管路堵塞，并可以允許較大的載氣流量，使分離時間最低降至

5min，且最大允許的被測氣體體積最大可達20mL。

[0032] 再結合附圖1所示，為了更好的理解本實施例的混合氣體分離裝置，本實施例將圖示中的多個吸附管路定義為依次連通的第一吸附管路1、第二吸附管路2和第三吸附管路3，

當然具體的吸附管路數(shù)量根據(jù)分離需求來確定；本實施例的第一吸附管路1設有上述的氣

體進口101，本實施例的第三吸附管路3設有上述的氣體出口301。

[0033] 而為了便于控制氣體的流動和暫存，防止被吸附到吸附結構內的混合氣體直接由管路再次混合到過濾后的混合氣體中，本實施例在第一吸附管路1和第二吸附管路2之間設

有第一閥體7，第一閥體7用于開閉第一吸附管路1和第二吸附管路2之間的連通；并且本實

施例的第二吸附管路2與第三吸附管路3之間設有第二閥體8，第二閥體8用于開閉第二吸附

管路2與第三吸附管路3之間的連通；另外，為了便于控制出氣，本實施例的排氣管路5上設

有第三閥體9，第三閥體9同于開閉排氣管路5。

[0034] 優(yōu)選的，本實施例的第一閥體7和第三閥體9均為三通閥，并且第一閥體7通過第一出氣管路與第三閥體9連接，即第一閥體7的三個接口分別連接第一吸附管路1的出口、第二

吸附管路2的進口和第一出氣管路的進口，第三閥體9的三個接口分別連接排氣管路5的出

口、檢測器的進口和第一出氣管路的出口，當?shù)谝晃焦苈?完成吸附后，第一閥體7關閉第

一吸附管路1和第二吸附管路2的連通，防止第一吸附管路1內的氣體再次回到混合氣體內，

待氣體分離完成后，通過加熱機構來加熱第一吸附管路1和其中的氣體吸附結構4，此時通

過第一閥體7打開第一吸附管路1和第一出氣管路的連通，進而排出吸附的氣體。

[0035] 同理，本實施例的第二閥體8也是三通閥，并且在排氣管路5上設有第四閥體10，第四閥體10也為三通閥；第二閥體8通過第二出氣管路與第四閥體10連接，具體的，是本實施

例的第二閥體8的三個接口分別連接第二吸附管路2、第三吸附管路3和第二出氣管路的進

口，本實施例的第四閥體10的三個接頭分別連接排氣管路5的一部分、排氣管路5的另一部

分和第二出氣管路的出口。通過第二閥體8的切換能夠開閉第二吸附管路2和第三吸附管路

3的連通，通過第四閥體10的切換能夠開閉第二吸附管路2和排氣管路5的連通。當然本實施

例的閥體結構和布設形式不限于此，只要能夠實現(xiàn)上述切換功能即可。

[0036] 優(yōu)選的，為了實現(xiàn)出氣的干燥，本實施例還在第一出氣管路上設有第一干燥器11，另外，還在第二吸附管路2和第三吸附管路3之間設有第二干燥器12，在第三吸附管路3和排

氣管路5之間設有第三干燥器13。

[0037] 基于上述結構，作為本實施例的一個優(yōu)選實施方式，本實施例還對吸附管路的數(shù)量進行了設計，當吸附管路的數(shù)量為X，混合氣體待分離的氣體種類為Y時，其中，Y＝X+1，或

者說是X＝Y-1。此種設計是考慮到如果有Y種待分離氣體，那么只需要分離Y-1種，而剩下的

一種待分離氣體可以直接自行排出，無需進行吸附設計，以簡化結構，降低成本。

[0038] 具體的，以混合氣體包括CO2、SO2、氣態(tài)H2O、N2為例，CO2、SO2、氣態(tài)H2O、N2均通過穩(wěn)定的載氣氣流來實現(xiàn)流通，也就是說載氣氣流(可以是He或Ar)帶動上述幾種氣體在分離裝

置內流通，基于上述氣體種類，本實施例可以將第一吸附管路1內的氣體吸附結構4選擇為

針對SO2的吸附材料，將第二吸附管路2內的氣體吸附結構4選擇為針對氣態(tài)H2O的吸附材料，

將第三吸附管路3內的氣體吸附結構4選擇為針對氣態(tài)CO2的吸附材料，其中的N2由于沒有被

吸附，直接從出口排出。

[0039] 基于上述結構，結合附圖2所示(圖中僅示出裝置的部分結構)，本實施例的混合氣體的分離裝置還包括溫度檢測機構14和控制機構(圖中未示出)；溫度檢測機構14可以是溫

度傳感器，多個溫度檢測機構14分別與多個吸附管路一一對應連接，并用于檢測吸附管路

的溫度；本實施例的控制機構分別與溫度檢測機構14和加熱機構相連接，控制機構用于開

閉加熱機構，并且控制機構可以接收溫度檢測機構14檢測到的信息，根據(jù)檢測到的溫度數(shù)

據(jù)來提高或降低加熱機構的加熱溫度。本實施例的控制機構可以是現(xiàn)有的控制器或處理

器，只要是任意一種能夠接收信號、數(shù)據(jù)處理分析和發(fā)送控制指令的結構均可以作為本實

施例的控制機構。

[0040] 另外，為了提高加熱后各管路的冷卻效率，本實施例的分離裝置還包括散熱機構15，散熱機構15可以是散熱風扇燈，通過散熱機構15用于為吸附管路降溫，使得各吸附管路

快速降溫，便于后續(xù)氣體分離作業(yè)的進行。并且為了提高裝置的整體性，本實施例的多個吸

附管路同一安裝在一個殼體16內，并且通過夾持機構17對吸附管路進行固定限位。需要說

明的是，關于此處并非本實施例的混合氣體的分離裝置的主要改進之處，因此本實施例對

此不進行過多描述。

[0041] 另外，結合附圖3所示，本實施例將吸附管路為設計為U型管，U型管在同等體積下能夠提供更長的氣體流路，進而提高吸附效果。

[0042] 結合附圖4所示，基于上述分離裝置，本發(fā)明還提供了一種應用該分離裝置的氣體分離方法，包括以下步驟：

[0043] 氣體吸附：將混合氣體依次通過多個氣體吸附結構4，各所述氣體吸附結構4分別對應吸附混合氣體中多種氣體中的其中一種；

[0044] 氣體排出：先排出被吸附過濾后的混合氣體，然后再加熱排出被吸附的氣體。[0045] 其中，在本實施例的氣體吸附中，是通過上述的氣體吸附結構4來依次進行吸附，多種氣體的吸附的順序是根據(jù)各吸附管路內的氣體吸附結構4來確定的，沒有過多要求。

[0046] 本實施例的分離方法的具體過程如下：在常溫環(huán)境下，通過穩(wěn)定的載氣氣流將混合氣體依次通過多個填充有氣體吸附結構4的吸附管路中，各氣體吸附結構4有選擇性的吸

附作用，然后將過濾后的氣體排出。當需要釋放已經被吸附的氣體時，通過單獨加熱吸附管

路，使得每個吸附管路中被吸附的氣體被單獨的釋放，從而實現(xiàn)了不同氣體的分離。所有氣

體排出后，散熱機構15對吸附管路進行降溫處理，使裝置恢復到室溫狀態(tài)，準備再一次對氣

體進行吸附釋放，如此循環(huán)往復。

[0047] 最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依

然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進

行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術

方案的范圍。