[发明专利]冷凝法提纯氦气的方法及其装置

权利要求书

1.一种氦气的纯化方法，对至少含有一氧化碳、氧气、氮气和氩气作为杂质的氦气作为原料气进行纯化，其特征在于：其步骤包括：

步骤一，首先将原料气经过压缩机后，进行加热；

步骤二，使所述原料气中的一氧化碳和氧完全反应，全部转化为二氧化碳；

步骤三，接着冷却原料气后进入吸附器，脱除原料气中的二氧化碳杂质；

步骤四，接着原料气降温后进行气液分离器，将部分液化的氧、氮、氩分离；

步骤五，随后原料气从下往上通过吸收塔，以高纯液氮作为吸收剂从上至下通过吸收塔；

步骤六，从塔顶出来的原料气再和负压液氮进行换热降温；

步骤七，原料气降温后再次气液分离，将气体进一步冷凝，将氮气分离；

步骤八，然后原料气再进入低温吸附器，将所述原料气中的氮气吸附除去。

2.如权利要求1所述的一种氦气的纯化方法，其特征在于：所述的步骤四中原料气经过主换热器降温，温度降到-190℃到-205℃。

3.如权利要求1所述的一种氦气的纯化方法，其特征在于：所述的步骤五中吸收塔的塔板数为6到10块。

4.如权利要求1所述的一种氦气的纯化方法，其特征在于：所述的步骤五中高纯液氮中的氩含量小于0.3%。

5.如权利要求1所述的一种氦气的纯化方法，其特征在于：经所述步骤五吸收塔的吸收，从塔顶出来的原料气中氧被完全吸收，氩含量低于0.02% 其余杂质全部为氮。

6.如权利要求1所述的一种氦气的纯化方法，其特征在于：所述的步骤六中原料气通过和负压液氮换热后，温度进一步降低至-207℃。

7.如权利要求1所述的一种氦气的纯化方法，其特征在于：经步骤七的冷凝分离，原料气中氮的含量降至1.2%左右，氦气达到ppm级别。

8.如权利要求1所述的一种氦气的纯化方法，其特征在于：所述的步骤八中原料气再进入低温吸附器，通过-10℃到-180℃的变温吸附，将所述原料气中的氮气吸附掉，使氦气纯度达到99.999%。

9.一种氦气的纯化装置，该装置是对至少含有一氧化碳、氧气、氮气和氩气作为杂质的氦气作为原料气进行纯化的装置，其特征在于，包括：

压缩机，原料气经过压缩机压到30公斤；

反应炉，所述反应炉内填充有催化剂，使得所述原料气一氧化碳和氧完全反应，全部转化为二氧化碳；

吸附器，所述吸附器与所述反应炉连接，吸附原料气中生成的二氧化碳杂质；

主换热器，原料气经过主换热器降温，温度降到-190℃到-205℃；

一级气液分离器，经过所述一级气液分离器的分离，将原料气中部分液化的氧氮氩分离；

吸收塔，所述吸收塔设置在一级气液分离器和二级气液分离器之间，原料气从下往上通过吸收塔，高纯液氮从上至下通过吸收塔，氧被完全吸收；

二级气液分离器，通过所述二级气液分离器的进一步冷凝，氮的含量降至1.2%左右，氦气达到ppm级别；

低温吸附器，所述低温吸附器中进行-10℃到-180℃的变温吸附，将所述原料气中的氮气吸附掉。