[发明专利]一种氖氦分离提取系统及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体分离提取的系统及工艺，具体涉及一种从含氖氦的混合气中分离提取纯氖气和纯氦气的系统及工艺。

背景技术

目前，氦气、氖气被广泛应用于各个领域，从空分中分离提取氖、氦的工艺一般包括以下步骤：1、制取粗氖、氦混合气；2、制取纯氖、氦混合气；3、氖、氦分离，获得纯氖、纯氦气产品。然而，现有的提取工艺较为复杂，提取率相对较低，且其涉及到的设备种类较多，不利于生产操作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设备简单，提取率高的氖氦分离提取系统及工艺。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种氖氦分离提取系统，包括通过管道依次连通的混合物收集输出单元、净化除氢单元、浓缩冷凝单元、吸附净化单元、氖获取单元和氦获取单元，且所述浓缩冷凝单元和吸附净化单元设于一绝热外壳中，其中：

混合物收集输出单元：包括通过管道依次连通的低压接收器（AP1）、压缩机（C1）和高压接收器（AP2）；

净化除氢单元：包括通过管路依次串联的第一混合器（AP4）、第一催化反应器（AP5）、第一水冷却器（AP6）、第一除湿器（AP7）、第二混合器（AP8）、第二催化反应器（AP9）、第二水冷却器（AP10）和第二除湿器（AP11）；

浓缩冷凝单元：包括通过管道依次串联的第一冷凝器（AP18）、冷凝水汇集器（AP19）和第二冷凝器（AP20）；

吸附净化单元：包括封装于一外套中并联设计的第一吸附器（AP22）和第二吸附器（AP23），所述外套通过管路与外部的氮气输送管路相连，所述第一吸附器（AP22）和第二吸附器（AP23）并联后通过管路还依次连接有换热器（AP16）、压缩机（C3）和纯氖氦混合物收集器（AP24）；

氖获取单元：包括依次连接的压缩机（C4）、精馏塔（AP30）、液体分离器（AP29）、压缩机（C7）和浓缩氦收集器（AP32），所述压缩机（C4）与精馏塔（AP30）间还设有热交换器机组及氮池，且所述精馏塔（AP30）与热交换器机组及氮池均处于一真空绝热容器中，所述精馏塔（AP30）的塔底通过管路依次连接有压缩机（C5）和产品氖储瓶（AP31）；

氦获取单元：包括通过管路依次连接的热交换器（AP35）以及封装于一外套中并联设计的第一吸附器（AP36）和第二吸附器（AP37），所述外套通过管路与外部的氮气输送管路相连，所述第一吸附器（AP36）和第二吸附器（AP37）并联后通过管路还依次连接有压缩机（C8）和产品氦储瓶（AP34）。

优选的是：所述混合物收集输出单元还包括设于低压接收器（AP1）前的混合物收集组件，所述混合物收集组件包括至少两条并联设置的、与空气分离装置相连通的混合物输送管路，每条混合物管输送路上分别设有压力调节器及流量计。

优选的是：所述净化除氢单元还包括第一吸附干燥器（AP12）、第二吸附干燥器（AP13）和过滤器（AP14），其中，所述第一吸附干燥器（AP12）和第二吸附干燥器（AP13）通过管道并联设于第二除湿器AP11之后，并与第二除湿器（AP11）的出口相连。

优选的是：所述浓缩冷凝单元中的第一冷凝器（AP18）和第二冷凝器（AP20）的冷却外套的下部分别通过管道与来自空分设备的液氮输送管路相连，且所述第一冷凝器（AP18）的入口处还连有并联设计的第一换热器（AP16）和第二换热器（AP17）。

优选的是：所述吸附净化单元还包括通过管路连接于第一吸附器（AP22）和第二吸附器（AP23）的出口处的压缩机（C2），且所述压缩机（C2）通过管路与混合物收集输出单元的高压接收器（AP2）相连。

优选的是：所述氖获取单元还包括通过管路与精馏塔(AP30)的下部相连的液体分离器（AP29），且所述液体分离器（AP29）的下部液体出口与精馏塔（AP30）的上部相连通，所述液体分离器（AP29）的上部出口通过管路依次连接有压缩机（C7）和浓缩氦收集器（AP32）。

优选的是：所述氖获取单元的精馏塔（AP30）的塔顶通过管路与设于真空绝热容器外的压缩机（C6）相连。

优选的是：所述氦获取单元中的第一吸附器（AP36）和第二吸附器（AP37）的出口处通过管路还连接有压缩机（C9）和浓缩氖收集器（AP38），所述浓缩氖收集器（AP38）通过管路与吸附净化单元中的纯氦氖混合物收集器（AP24）相连。

一种氖氦分离提取工艺，包括以下步骤：