基于纳米多孔材料的氦气分离结构及分离方法技术

技术编号:44935525 阅读:24 留言:0更新日期:2025-04-12 01:13
本发明专利技术是关于一种基于纳米多孔材料的氦气分离结构及其分离方法,包括:纳米多孔材料吸附剂,纳米多孔材料吸附剂包括至少两层纳米多孔吸附结构,其中,纳米多孔吸附结构包括金属有机框架或碳纳米管,金属有机框架或碳纳米管的孔径大小为0.05nm~0.5nm;气体分布装置,设置在相邻两层纳米多孔吸附结构之间,气体分布装置用于将待分离气体均匀分布并充分接触纳米多孔材料。本发明专利技术能耗大幅消减,具有低能耗的特点;且纳米多孔材料具有良好的热稳定性和化学稳定性,能够在长期的使用过程中保持稳定的吸附性能,减少吸附剂的更换频率,降低了成本,具有高稳定性的特点;工艺过程相对简单,易于控制和操作,适宜大规模工业生产;环保节能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气体分离与提纯,特别是涉及一种基于纳米多孔材料的氦气分离结构及分离方法


技术介绍

1、氦气是一种稀有气体,具有独特的物理和化学性质,在航空航天、半导体、医疗、科研等领域具有广泛的应用。然而,氦气在自然界中的储量非常有限,地球大气中的含量极其微薄,大约只占空气的0.0005%左右,这使得氦气的提取和提纯技术变得尤为关键,以满足各行业对高纯度氦气的迫切需求。

2、目前,常用的氦气提纯方法包括低温冷凝法、吸附法和膜分离法等。低温冷凝法是通过将含氦气体冷却到极低温度,使氦气与其他杂质气体分离,但该方法能耗高、设备复杂,且对操作条件要求严格。吸附法是利用吸附剂对氦气中杂质气体的选择性吸附来提纯氦气,但传统的吸附剂往往存在吸附容量低、选择性差、再生困难等问题,导致氦气的纯度和回收率难以满足更高的要求。膜分离法是基于不同气体在膜中的渗透速率差异来实现氦气的分离,但其在氦气纯度和回收率方面的表现也尚不足以满足高精度的需求。

3、随着科技的不断进步和对氦气需求的日益增长,研发一种既高效又节能、且能提供高纯度氦气的提纯技术显得尤为迫切。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于纳米多孔材料的氦气分离结构,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于纳米多孔材料的氦气分离结构,其特征在于,所述金属有机框架或碳纳米管之间的间隙与所述金属有机框架或碳纳米管的孔径大小相同。

3.根据权利要求1所述的基于纳米多孔材料的氦气分离结构,其特征在于,所述气体分布装置包括分布器和气体再分配器,所述分布器和气体再分配器设置在相邻两层纳米多孔吸附结构之间。

4.根据权利要求1所述的基于纳米多孔材料的氦气分离结构,其特征在于,每层纳米多孔吸附结构中所述金属有机框架或碳纳米管的设置方向相反。

5.一种基于纳米多孔材料的氦气...

【技术特征摘要】

1.一种基于纳米多孔材料的氦气分离结构,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于纳米多孔材料的氦气分离结构,其特征在于,所述金属有机框架或碳纳米管之间的间隙与所述金属有机框架或碳纳米管的孔径大小相同。

3.根据权利要求1所述的基于纳米多孔材料的氦气分离结构,其特征在于,所述气体分布装置包括分布器和气体再分配器,所述分布器和气体再分配器设置在相邻两层纳米多孔吸附结构之间。

4.根据权利要求1所述的基于纳米多孔材料的氦气分离结构,其特征在于,每层纳米多孔吸附结构中所述金属有机框架或碳纳米管的设置方向相反。

5.一种基于纳米多孔材料的氦气分离方法,其特征在于,所述方法包括:

6.根据权利要求5所述的基于纳米多孔材料的氦气分离方法,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:俞健健孔凡敏赵运生朱燕肖昂王浩齐
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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