一种氦气提取评价装置制造方法及图纸

本技术涉及一种氦气提取评价装置，由依次相连的原料气管路、第一缓冲罐、BOG压缩机、金属吸氢器、膜分离组件、变压吸附模块构成，还包括设在膜分离组件前端的加热组件以及设在膜分离组件后端渗余气管路上的背压调节阀，变压吸附模块纯氦输出管路上的背压调节阀。通过采用膜分离渗余气管路、纯氦管路上的背压调压阀，调节进膜压力和变压吸附压力，评价不同压力条件下膜分离和吸附性能。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于氦气提取领域，特别涉及一种氦气提取的评价装置。

技术介绍

1、国内外针对bog中提取氦气出现了多种可行的方案，部分已经获得了工业化实施，例如：深冷法、液化法、变压吸附(psa)法、膜分离(ms)，以及以上两种或多种方法的结合。尤其是膜分离与变压吸附法的结合，膜分离是指气体组分在高分子聚合物薄膜(醋酸纤维、聚丙烯类、聚砜、聚酰亚胺等)上基于溶解-扩散-解析的原理进行传质，根据不同气体组分在膜材料中的溶解度和扩散速率不同从而达到各组分分离的效果。变压吸附分离技术是气体吸附分离的一种实现形式，即利用吸附剂对混合气中各组分的吸附能力、吸附剂颗粒内外扩散的动力学效应或位阻效应的不同，以压力变化为推动力，使一种组分得到提纯和净化的技术。单纯使用膜分离技术或变压吸附技术目前并不十分适合应用于氦气含量较低的天然气提氦场景。这些问题是由psa和ms本身原理所决定的。但若能将二者结合使用，利用膜分离技术对氦气进行粗提，然后使用变压吸附工艺可将氦气产品进一步提纯，则可取长补短。因此，膜分离和变压吸附集成技术日益得到重视。

2、结合上述两种技术的不同优势的组合工艺使得天然气制取高纯氦气产品的应用成为可能。也正是由于工艺不同，用在同一个氦气提取系统中，更需要实验室研究，方便工程放大，降低开发成本，提高研发质量。

技术实现思路

1、本技术主要针对氦气提取系统采用的膜分离和变压吸附组合工艺进行评价，方便工程放大的同时，降低开发成本，提高研发质量。

2、为了解决上述技术问题，本技术采用了如下技术方案：

3、一种氦气提取评价装置，由依次相连的原料气管路、第一缓冲罐、bog压缩机、金属吸氢器、膜分离组件、变压吸附模块构成，还包括设在膜分离组件前端的加热组件以及设在膜分离组件后端渗余气管路上的背压调节阀，变压吸附模块纯氦输出管路上的背压调节阀。

4、进一步地，还包括与所述第一缓冲罐连接的放空管路上的放空调节阀、与bog压缩机相连的第一管路上的压缩机调节阀。上述阀门用于调节进入膜分离组件和/或变压吸附模块流量，评价不同流量条件下对膜分离和吸附性能的影响。

5、进一步地，所述加热组件包括壳体、法兰和加热管，所述壳体为圆柱形，两端通过所述法兰连接密封，所述加热管设在所述壳体中间。

6、进一步地，所述加热组件还包括设在所述壳体内的导流板，所述导流板与所述加热管连接固定。

7、进一步地，所述加热组件还包括设在所述壳体内部和外部的热电偶；分别用以测量加热组件不同位置的温度。

8、进一步地，所述加热组件还包括设在所述加热组件一侧端部的防爆接线盒。

9、进一步地，所述加热组件的温度范围为20-50℃；评价不同温度条件下膜分离性能。

10、进一步地，所述膜分离组件包括两级；分别为一级膜分离组件和二级膜分离组件，两级膜分离组件之间设有膜间压缩机；一级和二级膜分离组件的前端分别连接有加热组件、后端渗余气管路上分别设有背压调节阀。

11、进一步地，所述评价装置还包括与所述二级膜分离组件依次连接的粗氦压缩机、变压吸附组件连接的纯氦管路上的背压调节阀；用以进一步调解变压吸附的压力。

12、进一步地，提取后的纯氦回流到原料气进入评价装置；通过纯氦回流调节进入评价系统氦含量，可在入口配入纯氮、纯氧等，评价多种组分对膜分离和变压吸附性能的影响。

13、与现有技术相比，本申请通过采用膜分离渗余气管路、纯氦管路上的背压调压阀，调节进膜压力和变压吸附压力，评价不同压力条件下膜分离和吸附性能。通过在评价装置入口设置放空调节阀、压缩机回流阀，调节进入膜分离组件和变压吸附装置流量，评价不同流量条件下对膜分离和吸附性能的影响。通过膜入口的加热组件调节温度，温度调节范围20-50℃，评价不同温度条件下膜分离性能。此外，本申请适用于分别对膜分离和变压吸附进行测试评价，也适用于对膜分离+变压吸附的组合工艺进行测试评价。

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【技术保护点】

1.一种氦气提取评价装置，其特征在于：由依次相连的原料气管路、第一缓冲罐、BOG压缩机、金属吸氢器、膜分离组件、变压吸附模块构成，还包括设在膜分离组件前端的加热组件以及设在膜分离组件后端渗余气管路上的背压调节阀，变压吸附模块纯氦输出管路上的背压调节阀。

2.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于：还包括与所述第一缓冲罐连接的放空调节阀、与BOG压缩机相连的压缩机调节阀。

3.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于：所述加热组件包括壳体、法兰和加热管，所述壳体为圆柱形，两端通过所述法兰连接密封，所述加热管设在所述壳体中间。

4.根据权利要求3所述的评价装置，其特征在于：所述加热组件还包括设在所述壳体内的导流板，所述导流板与所述加热管连接固定。

5.根据权利要求3所述的评价装置，其特征在于：所述加热组件还包括设在所述壳体内部和外部的热电偶。

6.根据权利要求3所述的评价装置，其特征在于：所述加热组件还包括设在所述加热组件一侧端部的防爆接线盒。

7.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于：所述加热组件的温度范围为20-50℃。

8.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于：所述膜分离组件包括两级；分别为一级膜分离组件和二级膜分离组件，两级膜分离组件之间设有膜间压缩机；一级和二级膜分离组件的前端分别连接有加热组件、后端渗余气管路上分别设有背压调节阀。

9.根据权利要求8所述的评价装置，其特征在于：还包括与所述二级膜分离组件依次连接的粗氦压缩机、变压吸附组件输出端连接的纯氦管路上的背压调节阀。

10.根据权利要求9所述的评价装置，其特征在于：所述纯氦管路通过回流管路连接原料气管路。

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【技术特征摘要】

1.一种氦气提取评价装置，其特征在于：由依次相连的原料气管路、第一缓冲罐、bog压缩机、金属吸氢器、膜分离组件、变压吸附模块构成，还包括设在膜分离组件前端的加热组件以及设在膜分离组件后端渗余气管路上的背压调节阀，变压吸附模块纯氦输出管路上的背压调节阀。

2.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于：还包括与所述第一缓冲罐连接的放空调节阀、与bog压缩机相连的压缩机调节阀。

3.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于：所述加热组件包括壳体、法兰和加热管，所述壳体为圆柱形，两端通过所述法兰连接密封，所述加热管设在所述壳体中间。

4.根据权利要求3所述的评价装置，其特征在于：所述加热组件还包括设在所述壳体内的导流板，所述导流板与所述加热管连接固定。

5.根据权利要求3所述的评价装置，其特征在于：所述加...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞春，丁力，高立新，邓晓峰，李均方，陈吉刚，何琳琳，李珂，崔洁珺，章惠，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：