【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及吸附，具体涉及一种从氦气中高效脱除氖气、氢气的低温变压吸附方法。
技术介绍
1、氦气是国防军工和高科技产业发展不可或缺的稀有战略性物资之一，广泛应用于航空航天、军工制造、超低温、医疗、超导实验、光电子产品生产等领域，被誉为气体中的“芯片”。氦气主要存在于天然气藏中，近年来，国内企业加大了氦气提取技术的研发力度，但我国天然气中的氦气浓度极低，通常在0.03％左右。
2、在氦气提取的过程中，技术人员发现，由于天然气中的氦气含量较低，在氦气提纯浓缩时，微量的氖气也随之浓缩，导致提纯生产的氦气产品中，往往含有几个到几十个ppm的氖气，这严重影响了氦气产品的纯度，同时也很可能导致氦气产品不符合高纯氦、超纯氦等国家标准。
3、由于氦气和氖气的性质非常相近，现有的低温精馏、膜分离及变压吸附等气体分离技术均很难将氦气中的微量氖气脱除，只有在低温下，利用氦气和氖气的吸附能力差异，才有将氦气中的微量氖气脱除的可能。但是，即使在低温下，氦气和氖气的吸附能力差异也并不大，在再生过程中，氦气必然会随着氖气一起排出，这会导致氦气损失率较高，造成了氦气资源的大量浪费。
4、此外，在氦气提纯过程中，往往采用催化氧化的方式脱除氢气，为了避免氢气浓度过高造成飞温的风险，同时又达到1ppm的氢气脱除精度要求，技术上往往会采用两次脱氢加两次干燥的方法，这导致氦气提纯工艺变得复杂，氦气提纯成本较高。
5、中国专利cn 114562852 b公开了“一种氦气脱氖系统及其方法”，其主要思路是在低温下进行吸附，升温
6、中国专利cn 116294435 a公开了“一种大规模深度脱除氦中氖和氢的装置和方法”，但是该方法并未描述如何再生，也未描述氖气脱除率及氦气损失率等具体脱除效果。
7、中国专利cn 115404111 a公开了“一种可脱除氖的氦精制装置和方法”，但对于脱氖的具体方法描述较少，而且也并没有描述氖气脱除率及氦气损失率等具体脱除效果。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种从氦气中高效脱除氖气、氢气的低温变压吸附方法，不仅可以解决产品氦气杂质含量高的问题，而且可以解决氦气损失率高的问题。
2、本专利技术公开了一种从氦气中高效脱除氖气、氢气的低温变压吸附方法，包括以下步骤：
3、s1.对含有氦气和杂质气体的原料气在吸附器中进行吸附；使杂质气体吸附在吸附剂上，从非吸附相获得杂质气体含量低的产品气氦气；
4、s2.按照以下顺序进行再生：
5、再生一：吸附完成后，先将吸附器内残余的气体放出至中间压力，放出的气体，回收至前序氦气提纯工段循环利用；
6、再生二：将吸附器内残余的气体从中间压力放出至常压，放出的气体，可回收至前序氦气提纯工段循环利用，也可排出至氦气提纯系统外；
7、再生三：使用真空泵对吸附器进行抽空，抽空得到的气体，排出至氦气提纯系统外；
8、再生四：使用真空泵对吸附器进行抽空，在抽空的同时，向吸附器内引入杂质气体含量低的气体，得到的气体，回收至前序氦气提纯工段循环利用。
9、在氦气提纯成套工艺流程中，采用多个分离提纯工段，进行多级浓缩提纯，将再生时放出的气体，回收至前序氦气提纯工段循环利用，可有效提高成套工艺流程的氦气总收率。
10、进一步的，所述吸附器的温度低于-100℃，优选的吸附器的温度低于-180℃，更优选为-220℃～-180℃。-220℃～-180℃，可使用液氮作为冷源，再生时无需升温，操作能耗低。本申请中吸附器的温度，一直处于一个较为稳定的低温状态，无需刻意引入物料或能量对吸附器进行升温。
11、进一步的，所述吸附器中的吸附剂选用活性炭、分子筛或硅胶中的一种或多种，吸附器数量，为1个、2个或多个，吸附压力也可根据具体工况来确定。
12、进一步的，再生时吸附器的温度与吸附时吸附器的温度差值小于20℃。
13、进一步的，所述中间压力低于0.5mpa。
14、进一步的，再生二中将吸附器内残余的气体从中间压力放出至低于50kpa。
15、进一步的，所述杂质气体为氖气和/或氢气。
16、进一步的，所述杂质气体含量低的气体为产品气或再生一放出的气体。
17、进一步的，所述杂质气体含量低的气体的体积量与产品气体积量的比例小于10％。主要目的并非是使吸附器升温，而是将吸附器内杂质气体的气体分压降低至极低状态，从而达到杂质气体尽量解吸彻底的目的。
18、进一步的，所述杂质气体含量低的气体温度低于0℃。
19、进一步的，再生三中所述抽空吸附器内压力的最低值达到-50kpa～-90kpa时停止再生三。
20、上述压力值均为表压。
21、与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：
22、1.通过本专利技术的方法，从非吸附相获得的产品氦气杂质含量低，其中氖气的体积浓度低于4ppm，氢气的体积浓度低于1ppm；且该方法氦气损失率低。
23、2.本专利技术方法，将再生过程分为四个不同阶段，再生过程中杂质含量最高的部分排出至氦气提纯系统外，其余部分回收循环利用，具有杂质气体脱除精度高，氦气损失率低的优点。
24、3.通过本专利技术方法，从非吸附相获得的产品气纯度高，均为纯度高于99.999％的高纯氦气或纯度更高的超纯氦气；且该方法氦气损失率低，不超过5％。
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1.一种从氦气中高效脱除氖气、氢气的低温变压吸附方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种从氦气中高效脱除氖气、氢气的低温变压吸附方法，其特征在于：所述吸附器的温度低于-100℃，优选的吸附器的温度低于-180℃，更优选为-220℃～-180℃。
3.根据权利要求1所述的一种从氦气中高效脱除氖气、氢气的低温变压吸附方法，其特征在于：再生时吸附器的温度与吸附时吸附器的温度差值小于20℃。
4.根据权利要求1所述的一种从氦气中高效脱除氖气、氢气的低温变压吸附方法，其特征在于：所述中间压力低于0.5MPa。
5.根据权利要求1所述的一种从氦气中高效脱除氖气、氢气的低温变压吸附方法，其特征在于：所述吸附器中的吸附剂选用活性炭、分子筛或硅胶中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种从氦气中高效脱除氖气、氢气的低温变压吸附方法，其特征在于：所述杂质气体含量低的气体为产品气或再生一放出的气体。
7.根据权利要求1所述的一种从氦气中高效脱除氖气、氢气的低温变压吸附方法，其特征在于：所述杂质气体含量低的
8.根据权利要求1所述的一种从氦气中高效脱除氖气、氢气的低温变压吸附方法，其特征在于：所述杂质气体含量低的气体的体积量与产品气体积量的比例小于10％。
9.根据权利要求1所述的一种从氦气中高效脱除氖气、氢气的低温变压吸附方法，其特征在于：所述杂质气体为氖气和/或氢气。
10.根据权利要求1所述的一种从氦气中高效脱除氖气、氢气的低温变压吸附方法，其特征在于：再生三中所述抽空吸附器内压力的最低值达到-50kPa～-90kPa时停止再生三。
...【技术特征摘要】
1.一种从氦气中高效脱除氖气、氢气的低温变压吸附方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种从氦气中高效脱除氖气、氢气的低温变压吸附方法，其特征在于：所述吸附器的温度低于-100℃，优选的吸附器的温度低于-180℃，更优选为-220℃～-180℃。
3.根据权利要求1所述的一种从氦气中高效脱除氖气、氢气的低温变压吸附方法，其特征在于：再生时吸附器的温度与吸附时吸附器的温度差值小于20℃。
4.根据权利要求1所述的一种从氦气中高效脱除氖气、氢气的低温变压吸附方法，其特征在于：所述中间压力低于0.5mpa。
5.根据权利要求1所述的一种从氦气中高效脱除氖气、氢气的低温变压吸附方法，其特征在于：所述吸附器中的吸附剂选用活性炭、分子筛或硅胶中的一种或多种。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：李旭，陈健，陶宇鹏，王键，张宏宇，杨云，李娅玲，伍毅，程万军，宋自强，易锐，金荣，
申请(专利权)人：西南化工研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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