一种变温吸附氦低温纯化系统技术方案

技术编号:45452406 阅读:11 留言:0更新日期:2025-06-06 21:48
本发明专利技术公开了一种变温吸附氦低温纯化系统,包括真空冷箱,真空冷箱内按照气体传输方向依次连接有一级间壁换热器、液态冷介质杜瓦、高温区吸附单元、二级间壁换热器、冷头换热器及低温区吸附单元;其中,所述一级间壁换热器的输入端通过管路与外部连接,用于通入粗氦气;所述高温区吸附单元用于吸附粗氦气中沸点温度≥77K的杂质气,低温区吸附单元用于吸附粗氦气中沸点温度在20K‑30K温区的杂质气,进而得到高纯氦气。本发明专利技术既可以处理大流量高组分77K以上沸点的杂质气,又可以处理大流量高组分30K以下沸点杂质气,采用高低温区吸附剂物理吸附可以更好地匹配大流量多组分较高浓度的工业生产工况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用吸附法对稀有气体进行深低温分离提纯技术,具体涉及一种变温吸附氦低温纯化系统


技术介绍

1、高纯氦气以其独特的物理化学性质在超导技术、核磁共振成像(mri)、芯片制造、航空航天等高科技领域中发挥着至关重要的作用。国内氦气对外依赖度极高,进口占比长期维持在85%,因此国产大型低温提氦工艺流程研发的紧迫性不亚于芯片等领域。因此,氦气的能源储备对于科技发展具有重要意义。

2、目前,从液化天然气的闪蒸气中提氦(简称bog提氦)具有更加高效的制备能力,该工艺路线不仅降低了生产成本,而且能够实现能源的循环利用,减小了能源消耗。

3、bog提氦主要是利用前级的低温精馏和钯膜分离一方面去除ch4和h2这种微量杂质,一方面不断富集氦,致使进氦纯化装置前的原料气氦组分占比很高。

4、进入氦气纯化装置的粗氦气杂质组分主要是:ne、n2、o2、ar、co2、ch4等。

5、利用高温区液态冷介质浸泡吸附剂筒的方式目前技术相对成熟,吸附剂温度降至高温区温度,可以将粗氦气中微量n2、ch4、co2、co、o2、ar均可通本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种变温吸附氦低温纯化系统,其特征在于:包括真空冷箱(1),所述真空冷箱(1)设置纯化系统,纯化系统包括在真空冷箱(1)内按照气体传输方向依次连接的一级间壁换热器、液态冷介质杜瓦(6)、高温区吸附单元、二级间壁换热器、冷头换热器及低温区吸附单元;其中,所述一级间壁换热器的输入端通过管路与外部连接,用于通入粗氦气;

2.根据权利要求1所述的变温吸附氦低温纯化系统,其特征在于:所述纯化系统还包括压缩机,压缩机的主出气管路通过两个出气旁路与真空冷箱(1)连通,压缩机进气口通过一个回气管路与真空冷箱(1)连通。

3.根据权利要求2所述的变温吸附氦低温纯化系统,其特征在...

【技术特征摘要】

1.一种变温吸附氦低温纯化系统,其特征在于:包括真空冷箱(1),所述真空冷箱(1)设置纯化系统,纯化系统包括在真空冷箱(1)内按照气体传输方向依次连接的一级间壁换热器、液态冷介质杜瓦(6)、高温区吸附单元、二级间壁换热器、冷头换热器及低温区吸附单元;其中,所述一级间壁换热器的输入端通过管路与外部连接,用于通入粗氦气;

2.根据权利要求1所述的变温吸附氦低温纯化系统,其特征在于:所述纯化系统还包括压缩机,压缩机的主出气管路通过两个出气旁路与真空冷箱(1)连通,压缩机进气口通过一个回气管路与真空冷箱(1)连通。

3.根据权利要求2所述的变温吸附氦低温纯化系统,其特征在于:所述纯化系统采用双塔设计,两个纯化系统结构相同,其中一个纯化系统工作的同时,另一个纯化系统进行再生。

4.根据权利要求3所述的变温吸附氦低温纯化系统,其特征在于:所述纯化系统处于纯化阶段时,其中的压缩机为该纯化系统中连接于冷头换热器的制冷机提供循环压缩氦气,供制冷机做功产生冷源。

5.根据权利要求3所述的变温吸附氦低温纯化系统,其特征在于:所述纯化系统处于再生阶段时,该处于再生阶段的纯化系统中的压缩机的一个出气旁路用于为该纯化系统中的高温区吸附单元和低温区吸附单元提供热吹所需的常温高压高纯气,另一个出气旁路用于为该纯化系统中的高温区吸附单元和低温区吸附单元提供冷吹所需的...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈既东陈杰段罗斌徐国稳陈宏博
申请(专利权)人:中船鹏力南京超低温技术有限公司
类型:发明
国别省市:

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