一种氦气超低温纯化和液化系统技术方案

本发明专利技术涉及化工气体分离和液化技术领域，提供的氦气超低温纯化和液化系统，包括纯化单元、液化单元、预冷单元及传冷单元，液化单元通过补气通道与纯化单元连通，传冷单元连接于纯化单元与液化单元之间；纯化单元包括依次通过管道连接的原料氦气进气管、第一纯化换热器第一流道、低温吸附器、第二纯化换热器第一流道、超低温吸附器、第二纯化换热器第二流道、第一纯化换热器第二流道及高纯氦气出气管；低温吸附器的工作温度区间为液氮温区，超低温吸附器的工作温度区间为25～40K。本发明专利技术通过纯化单元的低温吸附器和超低温吸附器的两级吸附，将原料氦气中不同杂质分别于不同温区纯化，减少了纯化过程中氦气切换损失，提高了氦气提取率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种氦气超低温纯化和液化系统


[0001]本专利技术涉及化工气体分离和液化
，具体涉及一种氦气超低温纯化和液化系统。

技术介绍

[0002]氦是一种稀有气体，在地球中的含量极少且不可再生，由于具有化学性质稳定、沸点极低等特性，因此被广泛应用于航空航天、核工业高温气冷反应堆、低温超导研究、光电子产品生产、制冷、半导体、医疗、检漏、深海潜水、高精度焊接等领域，是国家安全和高新技术产业发展的重要战略性物资。
[0003]目前，氦气提取的来源有天然气、空气、合成氨尾气等，但空气中氦含量仅5.24ppm，从大型空分装置中提取的氦气量很少，一般作为空分装置提取氖气的副产品，不具备工业提取价值。从富氦天然气中提取氦气是目前唯一工业化生产氦的方法。
[0004]氦气提取分为粗提和精制纯化两步。粗提可将氦气浓度提纯至40～80%，主要成分为氦、氮、氢及微量氖。粗氦气在精制系统中经催化加氧除氢、干燥后，最后进入低温冷凝和低温吸附除去氮、氖等杂质得到高纯氦气。低温冷凝和低温吸附所需低温环境由液氮提供。但是，在液氮温区氖无法通过冷凝去除，且氖在液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.氦气超低温纯化和液化系统，其特征在于，包括：纯化单元，用于原料氦气的纯化以制取高纯氦气；液化单元，通过补气通道与所述纯化单元连通，用于液化高纯氦气以制取液氦；预冷单元，用于给高纯氦气液化提供预冷冷量；及传冷单元，连接于所述纯化单元与液化单元之间，用于将所述液化单元的冷量传递给所述纯化单元以提供低温吸附所需的冷量；其中，所述纯化单元包括依次通过管道连接的原料氦气进气管、第一纯化换热器第一流道、低温吸附器、第二纯化换热器第一流道、超低温吸附器、第二纯化换热器第二流道、第一纯化换热器第二流道及高纯氦气出气管；所述低温吸附器的工作温度区间为液氮温区，所述超低温吸附器的工作温度区间为25～40K。2.根据权利要求1所述的氦气超低温纯化和液化系统，其特征在于，所述补气通道包括补气管路及安装于所述补气管路的补气阀，所述补气管路一端与所述高纯氦气出气管连通、另一端与所述液化单元连通。3.根据权利要求1或2所述的氦气超低温纯化和液化系统，其特征在于，当所述补气通道全关时，整个系统以纯化模式运行制取高纯氦气；当所述补气通道全开时，整个系统以液化模式运行制取液氦。4.根据权利要求2所述的氦气超低温纯化和液化系统，其特征在于：所述液化单元包括依次通过管道连接的循环压缩机工艺气体流道、第一液化换热器第二流道、第二液化换热器第二流道、第三液化换热器第二流道、第四液化换热器第二流道、第五液化换热器第二流道、第六液化换热器第二流道、节流阀、液氦储罐、调压阀、第六液化换热器第一流道、第五液化换热器第一流道、第四液化换热器第一流道、第三液化换热器第一流道、第二液化换热器第一流道、第一液化换热器第一流道...

【专利技术属性】
技术研发人员：江蓉，赖勇杰，向润清，程香，李亮，李自飞，
申请(专利权)人：四川空分设备集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：