一种氪、氙气生产工艺流程及其生产流水线制造技术

本发明专利技术涉及一种氪、氙气生产工艺流程，其主要从含氪、氙的液氧中提取氪气体产品、氙气体产品的方法，其主要利用分子筛吸附器内部的出料装置，实现对液氧的阶段性净化以及吸附，并且通过一体设置的预冷换热器实现了良好的预冷以及换热环境；本发明专利技术的有益效果：制备出的氪、氙气体的纯度高。

Krypton and xenon production process and production line

The present invention relates to a production process of krypton and xenon, which mainly extracts krypton gas products and xenon gas products from liquid oxygen containing krypton and xenon. The process mainly utilizes the discharge device inside the molecular sieve adsorber to realize the stage purification and adsorption of liquid oxygen, and is realized by a pre-cooled heat exchanger. Good pre-cooling and heat exchange environment; The beneficial effect of the invention is that the prepared krypton and xenon gases have high purity.

【技术实现步骤摘要】
一种氪、氙气生产工艺流程及其生产流水线
本专利技术涉及气体生产
，特别涉及一种氪、氙气生产工艺流程及其生产流水线。
技术介绍
氙气是指一种广泛用于电子、电光源工业的气体。用氙气充填的灯泡与相同功率的充氩灯泡相比,具有发光率高、体积小、寿命长、省电等优点。由于它的透雾能力特别强常用作有雾导航灯，广泛用于机场、车站、码头。氙灯凹面聚光后可生成2500℃高温可用于焊接或切割难熔金属如钛、钼等。在医学方面，氙是一种没有副作用的深度麻醉剂X光摄影的造影剂。氪气是指一种广泛用于电子工业、电光源工业的气体，还用于气体激光器和等离子流中。用纯氪气充的灯泡与同功率的充氩灯泡相比具有发光率高、体积小、寿命长、省电等优点。大量用于制造矿灯，由于它的透射率特别高，可以用于制造夜战时越野战车的照射灯和飞机跑道指示灯。医疗卫生方面用来测量脑血流量。在目前氙气和氪气的制造过程中，需要将其通过一定的净化；但是，目前在净化氙气和氪气的过程中，主要是将氙气和氪气持续不断的通入至净化装置内，该净化模式存在着净化不完全导致后期制备得出的氙气和氪气的纯度不高，从而达不到工业等领域使用标准；其次，为了提高氙气和氪气的纯度，在制备的过程中需要将氙气或者氪气先进行预冷在预冷过后再将其通过换热器进行换热；但是，目前预冷以及换热的步骤通常会在两个不同的装置中进行，在不同装置中进行这两个步骤存在着如下缺点：当气体被预冷之后在进入换热器的过程中会出现预冷效果下降，导致后续换热的效果也降低，从导致后续气体的纯度下降，影响气体的生产质量。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种氪、氙气生产工艺流程及其生产流水线，旨在解决上述
技术介绍
中出现的制备纯度低、换热效果差问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种氪、氙气生产工艺流程，其特征在于：包括如下步骤：（1）将1#和2#空分含贫氪氙的液氧进入液氧贮槽，经液氧泵进入贫氪塔，在贫氪塔中初步浓缩，抽出压缩到超临界压力；（2）将初步浓缩后的含贫氪氙的液氧送至氧气汽化换热器汽化，温度上升到常温，汽化后的氧气经过高压节流阀节流至1.0MPa(A)，之后再送入氧气回热器与高温返流氧气换热，并进入电加热器加热，温度达到450℃；（3）加热后的含贫氪氙的液氧进入甲烷反应炉中，在钯触媒的作用下，甲烷与氧发生化学反应，生成二氧化碳和水，去除甲烷的氧气进入氧气回热器，与正流的常温氧气换热，然后依次进入氧气汽化换热器冷却到10℃；（4）经冷却后的氧气进入切换使用的分子筛吸附器，氧气中的二氧化碳、碳氢化合物和水分被吸附；（5）经分子筛吸附器净化后的氧气节流到0.5MPa(A)并进入预冷换热器，与返流的低温氧气、氮气换热，冷却后进入氪氙浓缩塔；（6）在氪氙浓缩塔内氪氙和氧分离，氧气从顶部抽取返回贫氪塔，浓缩的氪氙积存在塔的底部，抽出氪氙混合液，送入氪氙分离塔；（7）氪氙分离塔底部的粗氙液送入纯氙塔，经过纯化后获得99.995%的纯氙气，进入冷冻容器冷冻，然后汽化充瓶；氪氙分离塔顶部的粗氪气进入纯氪塔，从顶部获得99.9995%的纯氪气，进入纯氪塔，积累到一定量后从纯氪塔的底部抽出送入氪冷冻容器冷冻，然后汽化充瓶。优选为：所述氪氙分离塔、纯氪塔、纯氙塔、纯氪塔采用电加热器对塔底部加热，提供精馏所需的上升蒸汽。另外，本专利技术还提供一种氪、氙气生产工艺流程的生产线，其特征在于：包括依次连接的液氧贮槽、液氧泵、贫氪塔、氧气汽化换热器、高压节流阀、甲烷反应炉、氧气回热器、分子筛吸附器、预冷换热器、氪氙浓缩塔以及氪氙分离塔，所述氪氙分离塔分别连接有纯氙塔和纯氪塔，且纯氙塔和纯氪塔均连接有汽化充瓶。优选为：所述的甲烷反应炉包括炉体，炉体上部设有进料口，炉体的下部设有出料口，炉体的内部设有用于存放钯触媒的催化剂床层，催化剂床层与炉体的内壁滑动连接。优选为：所述氧气回热器包括通过进气接管与炉体的出料口连接的筒体，所述筒体远离进气接管的一端设有与进气接管同轴的出气接管以及连通进气接管和出气接管的换热管，所述换热管多圈盘旋于所述筒体内。优选为：所述分子筛吸附器包括与出气接管连通的釜体，所述釜体内设有用于放置分子筛的储存槽，所述储存槽的底部设有多个通孔，釜体的底部设有与预冷换热器连接的出口。优选为：所述釜体与出气接管的连接处设置有出料装置；所述出料装置包括与出气接管连通的分散管和分散罐体，所述分散罐体中空设置，且分散罐体的顶部端面自中心向边缘逐渐凹陷设置，该分散罐体的顶部端面设有多个出料口，多个出料口自分散罐体顶部端面的中心向顶部端面的边缘周向错位分布，所述分散罐体的空腔内壁设置有助推装置；所述助推装置包括与分散罐体顶部端面平行的助推板，所述助推板的中心设为与所述出气接管管径相适配的第一开口，所述分散罐体的底部内壁固定连接有用于驱动助推板的升降组件；所述升降组件包括与第一开口密封连接伸缩罐体以及设于所述伸缩罐体下方的感应器，所述感应器的两侧设有通过感应器驱动的伸缩臂，所述伸缩臂与助推板的底部固定连接；所述助推板上设置有与各出料口相适配的助推凸缘；所述储存槽环绕所述分散罐体的外壁设置；所述伸缩罐体包括与第一开口密封连接的主罐体，主罐体的口径大于第一开口的口径，所述主罐体的底部设为第二开口且主罐体的外壁具有一第一内腔，该第一内腔内滑动连接有次罐体；所述感应器的顶部固定连接有一层防撞层。优选为：所述预冷换热器包括与分子筛吸附器连接的预冷芯子以及包覆于所述预冷芯子外部的换热器芯子；所述预冷芯子由“圆柱形”且中空设置的预冷罐体以及若干个分布于该预冷罐体内壁的预冷翅片，所述预冷罐体的底部设为第三开口，且在该第三开口处设有可自转螺旋导流片；所述换热器芯子包括包覆于所述预冷罐体外部的换热罐体，该换热罐体中空且与预冷罐体间隙设置，在换热罐体与预冷罐体的间隙中设有若干个换热翅片，所述换热罐体靠近顶部的外壁周向设置有若干个换热器口，各换热器口均通过输送管与氪氙浓缩塔连接。优选为：所述出料口的形状为圆弧形且圆弧的凹面朝向于所述储存槽。优选为：所述助推凸缘具有一第二内腔，在该第二内腔内放置有震动器。通过采用上述技术方案：（其一），催化剂床层与炉体的内壁滑动连接，更详细的说：是指催化剂床层可以在炉体内上下滑动，从而可以提高催化剂床层上的钯触媒与贫氪氙的液氧的接触时间，使得含贫氪氙的液氧反应的更加充分，进而提高氪、氙的制备纯度；（其二），在釜体与出气接管的连接处设置有出料装置，所述分散罐体中空设置，且分散罐体的顶部端面自中心向边缘逐渐凹陷设置，该分散罐体的顶部端面设有多个出料口，多个出料口自分散罐体顶部端面的中心向顶部端面的边缘螺旋阶梯分布，所述储存槽环绕所述分散罐体的外壁设置，该设置的好处是，当含贫氪氙的液氧从分散罐体中排出时，分散罐体顶部“凸”行设置可以使得含贫氪氙的液氧均匀的向分散罐体的两侧分布流出，提高含贫氪氙的液氧与储存槽内的分子筛充分接触，从而对含贫氪氙的液氧起到充分净化的作用；（其三），分散罐体的空腔内壁设置有助推装置；所述助推装置包括与分散罐体顶部端面平行的助推板，所述助推板的中心设为与所述出气接管管径相适配的第一开口，所述分散罐体的底部内壁固定连接有用于驱动助推板的升降组件；所述升降组件包括与第一开口密封连接伸缩罐体以及设于所述伸缩罐体下方的感应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氪、氙气生产工艺流程，其特征在于：包括如下步骤：（1）将1#和2#空分含贫氪氙的液氧进入液氧贮槽，经液氧泵进入贫氪塔，在贫氪塔中初步浓缩，抽出压缩到超临界压力；（2）将初步浓缩后的含贫氪氙的液氧送至氧气汽化换热器汽化，温度上升到常温，汽化后的氧气经过高压节流阀节流至1.0MPa(A)，之后再送入氧气回热器与高温返流氧气换热，并进入电加热器加热，温度达到450℃；（3）加热后的含贫氪氙的液氧进入甲烷反应炉中，在钯触媒的作用下，甲烷与氧发生化学反应，生成二氧化碳和水，去除甲烷的氧气进入氧气回热器，与正流的常温氧气换热，然后依次进入氧气汽化换热器冷却到10℃；（4）经冷却后的氧气进入切换使用的分子筛吸附器，氧气中的二氧化碳、碳氢化合物和水分被吸附；（5）经分子筛吸附器净化后的氧气节流到0.5MPa(A)并进入预冷换热器，与返流的低温氧气、氮气换热，冷却后进入氪氙浓缩塔；（6）在氪氙浓缩塔内氪氙和氧分离，氧气从顶部抽取返回贫氪塔，浓缩的氪氙积存在塔的底部，抽出氪氙混合液，送入氪氙分离塔；（7）氪氙分离塔底部的粗氙液送入纯氙塔，经过纯化后获得99.995%的纯氙气，进入冷冻容器冷冻，然后汽化充瓶；氪氙分离塔顶部的粗氪气进入纯氪塔，从顶部获得99.9995%的纯氪气，进入纯氪塔，积累到一定量后从纯氪塔的底部抽出送入氪冷冻容器冷冻，然后汽化充瓶。...

【技术特征摘要】
1.一种氪、氙气生产工艺流程，其特征在于：包括如下步骤：（1）将1#和2#空分含贫氪氙的液氧进入液氧贮槽，经液氧泵进入贫氪塔，在贫氪塔中初步浓缩，抽出压缩到超临界压力；（2）将初步浓缩后的含贫氪氙的液氧送至氧气汽化换热器汽化，温度上升到常温，汽化后的氧气经过高压节流阀节流至1.0MPa(A)，之后再送入氧气回热器与高温返流氧气换热，并进入电加热器加热，温度达到450℃；（3）加热后的含贫氪氙的液氧进入甲烷反应炉中，在钯触媒的作用下，甲烷与氧发生化学反应，生成二氧化碳和水，去除甲烷的氧气进入氧气回热器，与正流的常温氧气换热，然后依次进入氧气汽化换热器冷却到10℃；（4）经冷却后的氧气进入切换使用的分子筛吸附器，氧气中的二氧化碳、碳氢化合物和水分被吸附；（5）经分子筛吸附器净化后的氧气节流到0.5MPa(A)并进入预冷换热器，与返流的低温氧气、氮气换热，冷却后进入氪氙浓缩塔；（6）在氪氙浓缩塔内氪氙和氧分离，氧气从顶部抽取返回贫氪塔，浓缩的氪氙积存在塔的底部，抽出氪氙混合液，送入氪氙分离塔；（7）氪氙分离塔底部的粗氙液送入纯氙塔，经过纯化后获得99.995%的纯氙气，进入冷冻容器冷冻，然后汽化充瓶；氪氙分离塔顶部的粗氪气进入纯氪塔，从顶部获得99.9995%的纯氪气，进入纯氪塔，积累到一定量后从纯氪塔的底部抽出送入氪冷冻容器冷冻，然后汽化充瓶。2.根据权利要求1所述的一种氪、氙气生产工艺流程，其特征在于：所述氪氙分离塔、纯氪塔、纯氙塔、纯氪塔采用电加热器对塔底部加热，提供精馏所需的上升蒸汽。3.根据权利要求1所述的一种氪、氙气生产工艺流程的生产线，其特征在于：包括依次连接的液氧贮槽、液氧泵、贫氪塔、氧气汽化换热器、高压节流阀、甲烷反应炉、氧气回热器、分子筛吸附器、预冷换热器、氪氙浓缩塔以及氪氙分离塔，所述氪氙分离塔分别连接有纯氙塔和纯氪塔，且纯氙塔和纯氪塔均连接有汽化充瓶。4.根据权利要求3所述的一种氪、氙气生产工艺流程的生产线，其特征在于：所述的甲烷反应炉包括炉体，炉体上部设有进料口，炉体的下部设有出料口，炉体的内部设有用于存放钯触媒的催化剂床层，催化剂床层与炉体的内壁滑动连接。5.根据权利要求4所述的一种氪、氙气生产工艺流程的生产线，其特征在于：所述氧气回热器包括通过进气接管与炉体的出料口连接的筒体，所述筒体远离进气接管的一端设有与进气接管同轴的出气接管以及连通进气接管和出气接管的换...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛玲玲，柴晓明，徐庆松，李春胜，楼阳晓，崔静涛，叶长宇，郭增军，汪雨土，
申请(专利权)人：衢州杭氧特种气体有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33