一种多级膜处理与变压吸附联合提纯氦气的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种多级膜处理与变压吸附联合提纯氦气的装置，包括用于输入气体的气体端口和膜提纯组件；膜提纯组件包括干燥过滤器组、膜组和增压压缩机。需要提纯的气体从气体端口输入到干燥过滤器组，经过干燥过滤器组后再进入膜组内部，经过膜的渗透速率筛选后，将氦气和其他气体分离，分离后的氦气从渗透气出口端输入到下一级增压压缩机及下一级膜提纯组件，进行进一步的净化处理，经多级膜提纯组件提纯后的氦气再经过单级变压吸附组件提纯，获得高纯度氦气。本装置提纯的氦气纯度高，并且资源浪费少，解决现有的氦气提纯无法同时实现高纯度及高回收率的问题。法同时实现高纯度及高回收率的问题。法同时实现高纯度及高回收率的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多级膜处理与变压吸附联合提纯氦气的装置


[0001]本技术涉及一种氦气的提纯装置，具体涉及一种多级膜处理与变压吸附联合提纯氦气的装置。

技术介绍

[0002]天然气中的氦气提取是目前氦气产品的主要来源。天然气中氦的含量高低有很大的差别，从最低的ppm级别到最高的可达7.5％。这种含量是空气中氦含量的约1.5万倍。尽管国内在大型深冷空分设备上可以提取少量的氦气产品，但无法成为主导性的获得氦气产品的来源，仍然必须依赖于从天然气中提取。
[0003]近年来，作为战略性资源的氦气，我国越来越重视从天然气中提取氦气的工艺方法研究，中国专利技术专利“ZL 2012 10513423.4天然气低温提氦系统及方法”公开了一种低温提纯氦气的方法。由于天然气中氦气与氢气的共存，两种气体的性状相近，使得深冷分离过程难以分离氢及氦而导致氦气回收率偏低。
[0004]中国技术专利“ZL201920385942.4一种液化天然气的闪蒸气回收装置”公开了一种膜分离、脱氢、低温冷凝的工艺，但该方案的两级膜采用直接串联的方式，所需要的膜分离压力较高；已公开的技术“一种从液化天然气中提纯制备高纯氦气的方法”申请号202110787496.1，公开了一种从液化天然气中提纯氦气的方法，该方法采用多级脱氢、脱氧及两段变压吸附的工艺，也无法同时实现氦气的高纯度及高回收率。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种多级膜处理与变压吸附联合提纯氦气的装置，解决现有的氦气提纯无法同时实现高纯度及高回收率的问题。
[0006]本技术通过下述技术方案实现：
[0007]一种多级膜处理与变压吸附联合提纯氦气的装置，包括用于输入气体的气体端口和膜提纯组件；膜提纯组件包括干燥过滤器组、膜组和增压压缩机，干燥过滤器组的输入端作为膜提纯组件的输入端连接气体端口的输出端，干燥过滤器组的输出端连接膜组的输入端，膜组的输出端连接增压压缩机的输入端，增压压缩机的输出端作为膜提纯组件的输出端连接变压吸附提纯组件的输入端，变压吸附提纯组件的输出端连接气体收集处；膜组的输出端为渗透气出口端。
[0008]本装置是这样使用的：首先将需要提纯的气体从气体端口输入到干燥过滤器组，经过干燥过滤器组后再进入膜组内部，经过膜组的渗透速率筛选后，将氦气和其他气体分离，分离后的氦气从渗透气出口端低压输入到增压压缩机中，通过增压压缩后再进入下一级膜提纯组件，进行进一步的净化处理，达到变压吸附提纯组件可接受的氦气浓度后，再通过增压压缩机压缩，增压压缩机输出的氦气再经过变压吸附提纯组件再次提纯，最后将提纯结束的氦气产品收集。本装置提纯的氦气纯度高，并且氦气资源浪费较少，解决现有的氦气提纯无法同时实现高纯度及高回收率的问题。
[0009]进一步地，为了保证提纯的纯度，膜提纯组件至少设置三组，膜提纯组件之间的输入端与输出端之间首尾相连。
[0010]进一步地，为了保证起到提纯氮气的作用。膜组包括单一中空纤维膜或者多根中空纤维膜并联构成。
[0011]进一步地，为了保证有价非渗透侧气体的回收。膜组的一侧还设置有非渗透气的出口回收端。
[0012]进一步地，变压吸附提纯组件设置有解吸气的出口端。用以连接第一级膜提纯组件的增压压缩机的输入端，进行循环回收处理，从而大大提高氦气的回收率。
[0013]进一步地，为了保证变压吸附提纯装置吸附塔吸附及解吸工艺的连续性工作，变压吸附提纯组件内部至少包括两个及其以上的吸附塔。
[0014]进一步地，为了方便控制气体输入。输入气体的气体端口设置有开关阀门。
[0015]进一步地，气体端口输入的气体为已经过处理的气体。气体处理主要包括脱除有害杂质及大量水分。
[0016]进一步地，为了满足用户对氦气压力的需求，变压吸附装置组件的输出端可以连接有氦气压缩机，以获得不同的压力等级。
[0017]进一步地，干燥过滤器组的干燥部分使用冷冻水冷却干燥或者冷干机干燥。
[0018]本技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0019]一种多级膜处理与变压吸附联合提纯氦气的装置，包括层层递进的膜提纯组件，实现氦气提纯的高纯度。
[0020]一种多级膜处理与变压吸附联合提纯氦气的装置，形成一个半闭环的循环提纯系统，保证氦气的高回收率。
附图说明
[0021]此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术实施例的限定。在附图中：
[0022]图1为本技术实施例提供的整个装置连接结构示意图；
[0023]附图中标记及对应的零部件名称：
[0024]1‑
气体端口，2
‑
膜提纯组件，201
‑
干燥过滤器组，202
‑
膜组，203
‑
增压压缩机，3
‑
开关阀门，4
‑
变压吸附提纯组件，5
‑
氦气压缩机。
具体实施方式
[0025]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本技术作进一步的详细说明，本技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本技术，并不作为对本技术的限定。
[0026]在以下描述中，为了提供对本技术的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本技术。在其他实施例中，为了避免混淆本技术，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
[0027]在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本技术至少一个实施
例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
[0028]在本技术的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
[0029]实施例1
[0030]本实施例1提供一种多级膜处理与变压吸附联合提纯氦气的装置，如图1所示，包括用于输入气体的气体端口1和膜提纯组件2；膜提纯组件2包括干燥过滤器组201、膜组202和增压压缩机203，干燥过滤器组201的输入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多级膜处理与变压吸附联合提纯氦气的装置，其特征在于，包括用于输入气体的气体端口(1)和膜提纯组件(2)；膜提纯组件(2)包括干燥过滤器组(201)、膜组(202)和增压压缩机(203)，干燥过滤器组(201)的输入端作为膜提纯组件(2)的输入端连接气体端口(1)的输出端，干燥过滤器组(201)的输出端连接膜组(202)的输入端，膜组(202)的输出端连接增压压缩机(203)的输入端，增压压缩机(203)的输出端作为膜提纯组件(2)的输出端连接变压吸附提纯组件(4)的输入端，变压吸附提纯组件(4)的输出端连接气体收集处；所述膜组(202)的输出端为渗透气出口端。2.根据权利要求1所述的一种多级膜处理与变压吸附联合提纯氦气的装置，其特征在于，膜提纯组件(2)至少设置三组，膜提纯组件(2)之间的输入端与输出端之间首尾相连。3.根据权利要求1所述的一种多级膜处理与变压吸附联合提纯氦气的装置，其特征在于，所述膜组(202)包括单一中空纤维膜或者多根中空纤维膜并联构成。4.根据权利要求3所述的一种多级膜处理与变压吸附联合提纯氦气的装置，其特征在于，所述膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟翰武，吴莉莉，马鹏，黄祖旭，
申请(专利权)人：西梅卡亚洲气体系统成都有限公司，
类型：新型
国别省市：