[实用新型]从液氧中提取惰性气体氪氙的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及利用液氧自身冷量在深冷空分装置中低温蒸馏提取惰性气体氪、氙的装置，涉及一种可以安全、经济地从普通液氧提取氪、氙的装置。

背景技术

大气里面1.14ppm(百万分之一)氪和0.08ppm氙属于惰性气体，氪、氙的沸点分别为119K和165K，碳氢化合物的沸点更高，它们的沸点均高于氧、氮、氩等空气组分。空气经过由中压塔和低压塔组成的空分装置获得氧、氮是本领域已知的方法，碳氢化合物、氪、氙与液氧浓缩在低压塔的塔釜，碳氢化合物、氪、氙的含量均低于100ppm。

已知的获得氪氙的方法，从低压塔的塔釜引出一部分含氪氙的液氧送入贫氪塔中，经过蒸馏使液氧浓缩约50倍左右，获得含0.5％碳氢化合物、1％氪、0.1％氙的贫氪氙液氧；随后贫氪氙液氧送出空分装置，将贫氪氙液氧用高压液氧泵加压到5.5Mpa临界压力下汽化；减压到1.0Mpa并加入催化剂，在500℃下碳氢化合物与氧反应生成二氧化碳和水蒸汽，经过分子筛吸附除去氧气中的二氧化碳和水蒸汽，然后送到安装在空分装置里面的粗氪塔继续浓缩获得氪氙混合物；氪氙混合物经过蒸馏氪氙分离获得氪和氙。

在已知方法中，需要在空分装置的内部设置贫氪塔，为此氪和氙的生产能力受到空分装置吸入原料空气量大小的制约；贫氪氙液氧中碳氢化合物含量过高对空分装置是极其危险的；贫氪氙液氧需要用高压液氧泵加压到高压(5.5Mpa)并在高压下汽化并节流到0.9Mpa，为此所需要的装置是昂贵，尤其是不安全的。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述存在的不足，而提供一种利用液氧自身冷量低温蒸馏，无需在空分装置的内部设置贫氪塔，以及高压液氧泵加压，就可安全、经济地从液氧中提取惰性气体氪氙的装置。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成：它主要包括有：一初级浓缩塔、一次级浓缩塔、一氪氙分离塔以及催化反应炉和分子筛吸附器，有一液氧储罐经过原料液氧管道与所述初级浓缩塔在底部上方位置相连通，初级浓缩塔的底部经过液氧管道与所述的主换热器相连通，通过上述主换热器的换热流道后，经过换热后置管道与所述含钯触媒及内带电加热的催化反应炉相连通，随后经过反应吸附管道与所述可交替工作的、内部填充分子筛的分子筛吸附器相连通；所述分子筛吸附器经过输出管道再次与所述的主冷却器相连通，且在经过所述主冷却器的相应换热流道后，通过返流管道与所述次级浓缩塔内的再沸器相连，该再沸器经过再沸管道与所述次级浓缩塔在底部上方位置相连通；所述次级浓缩塔的塔釜经浓缩管道与所述氪氙分离塔相连。

所述的所述初级浓缩塔的再沸器通过氮气管道连通于所述主换热器的氮气冷却流道，所述再沸器通过第一液氮管道与初级浓缩塔在其顶部相连通做液氮喷淋，通过第二液氮管道与次级浓缩塔在其顶部相连通也做液氮喷淋。

所述的次级浓缩塔被安装在初级浓缩塔的上部，且整个装置被安置在一个可移动的绝热箱内；所述的绝热箱可以灵活移动处理不同地点的液氧，也可以固定，将分散的液氧运输集中到液氧储槽然后进行生产。

与现有技术相比，本实用新型具有很多的优点：可以处理大量的液氧而不依赖空分装置的规模，集中收集液氧后可以进行大规模生产；从原料液氧进入初级浓缩塔到氪氙分离塔分离氪氙，装置的压力保持0.5Mpa中压不变，没有从5.5Mpa高压到中压的节流，降低了装置成本，生产操作简单；从中压的初级浓缩塔引出至少一股液氧，中压的液氧在主换热器中汽化，而不是在高压下汽化，安全性更高，成本降低；初级浓缩塔的顶部引入液氮喷淋，可以灵活控制塔内的汽液(F/V)比值；次级浓缩塔再沸器采用除去碳氢化合物的氧气作热源，不采用电加热，或空分装置引来的氮气，或空气作热源，设备的安全性和独立性好；次级浓缩塔的顶部引入液氮喷淋，可以灵活控制塔内的汽液(F/V)比值。

氪氙浓缩塔的冷凝器的冷源采用次级浓缩塔顶部引出的冷氧气，温度稳定，便于稳定生产调节；再沸器的热源采用复热后的氧气，温度稳定，便于稳定生产调节，没有采用电加器、蒸汽或空分装置引过来的加热流体，装置的操作安全，简单。

附图说明

图1是本实用新型的一个工艺流程图。

具体实施方式