[发明专利]一种去除氧氮分离提纯氖氦的方法

权利要求书

1.一种去除氧氮分离提纯氖氦的方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤一，经除氢干燥处理后的原料气经原料气压缩机（1）增压至30bar，进入氖精制冷箱（30）中，经过一级换热器（2）预冷降温之后进入二级换热器（4），所述二级换热器（4）放置在一级液氮杜瓦（3）中，一级液氮杜瓦（3）出口处原料气状态是温度为80K的气液混合物；此时，原料气中的部分氮气已被液化；

80K的气液混合物进入三级换热器（5），原料气中的氮气进一步被液化，三级换热器（5）降温所需的冷量来自于第一低温制冷机（6），三级换热器（5）出口处原料气状态是温度为65K的气液混合物；

65K的气液混合物在一级氮气液分离器（7）中被分成气相粗氖氦气和液相粗氮两个部分；

步骤二，步骤一所述的气相粗氖氦气经过第一氧氮吸附器（10）或第二氧氮吸附器（11）去除杂质，获得高纯氖氦混合气；所述第一氧氮吸附器（10）和第二氧氮吸附器（11）分别浸泡在液氮杜瓦中，第一氧氮吸附器（10）与第二氧氮吸附器（11）并联布置；

步骤三，步骤二所述的高纯氖氦混合气进入四级换热器（12），四级换热器（12）出口处是温度为35K的气液混合物，35K的气液混合物再经过五级换热器（13），其中氖气进一步被液化，五级换热器（12）降温所需的冷量来自于第二低温制冷机（14），五级换热器（13）出口处为温度25K的气液混合物，25K的气液混合物进入氖气液分离器（15）进行气液分离，被分成气相粗氦气和液相粗氖两个部分；

步骤四，所述步骤三的液相粗氖经过第二节流阀（16）减压至1.5bar，进入氖精馏塔（17），分离后的液氖为纯度＞99.999%的高纯液氖，经四级换热器（12）和一级换热器（2）复温后，送至氖气充装压缩机（18）入口，进行钢瓶充装；

步骤五，与步骤四同步进行，所述步骤三的气相粗氦气为98%氦气和2%氖气混合的粗氦气，经四级换热器（12）和一级换热器（2）复温后，进入循环压缩机（19）入口，由循环压缩机（19）增压至30bar后，进入氦精制冷箱（31），经过六级换热器（20）进行预冷，所述六级换热器（20）浸泡在液氮杜瓦中，预冷至80K的粗氦气进入第一氖气吸附器（21）或第二氖气吸附器（22）中，去除粗氦气中的杂质气体，获得较高纯度氦气，所述第一氖气吸附器（21）与第二氖气吸附器（22）并联布置；

步骤六，将步骤五获得的较高纯度氦气依次通过七级换热器（23）、八级换热器（25）、九级换热器（27）降温至10K，残余微量氖被固化，获得纯度＞99.999%的高纯氦气，高纯氦气经过低温调节阀（28）减压后，经八级换热器（25）复温后至氦气充装压缩机（29）入口，进行钢瓶充装；所述七级换热器（23）的冷量由第三低温制冷机一级冷头（24）提供，九级换热器（27）的冷量由第三低温制冷机二级冷头（26）提供。

2.根据权利要求1所述的一种去除氧氮分离提纯氖氦的方法，其特征在于：步骤一所述的液相粗氮，经减压节流至1～2.8bar后，进行气液分离，分离后的液氮和液氧可作为冷源，再次回收利用；分离后的微量氮氖氦气体，可作为原料气，再次回收利用。

3.根据权利要求1所述的一种去除氧氮分离提纯氖氦的方法，其特征在于：所述步骤二的低温吸附，当吸附饱和后可将吸附气排放至原料气中，再次回收利用。

4.根据权利要求1所述的一种去除氧氮分离提纯氖氦的方法，其特征在于：所述步骤五的低温吸附，当吸附饱和后可将吸附气排放，再次回收利用。

5.根据权利要求1所述的一种去除氧氮分离提纯氖氦的方法，其特征在于：所述步骤四的低温精馏，分离出的氖氦气可作为原料气，再次回收利用。