[发明专利]一种氦气纯化装置和氦气纯化方法

权利要求书

1.一种氦气纯化装置，其特征在于：包括低温去氧系统、低温去氮系统和杂质吸附分离系统；

所述低温去氧系统包括液氮喷淋腔体、低温喷淋装置、低纯氦气储罐和液氮低温储罐，所述液氮低温储罐用于储存低温液氮，所述低纯氦气储罐与所述液氮喷淋腔体腔壁通过管路连接并与所述液氮喷淋腔体内部连通，所述低温喷淋装置设置于所述液氮喷淋腔体顶端，所述液氮低温储罐与所述低温喷淋装置通过管路连接；

所述低温去氮系统包括第一换热器、氦气缓冲罐、低温氢气储罐和液氢低温储罐，所述液氢低温储罐与所述第一换热器的冷介质进口通过管路连接，所述第一换热器的热介质进口与所述液氮喷淋腔体上部通过管路连接，所述第一换热器的冷介质出口和所述低温氢气储罐通过管路连接，所述氦气缓冲罐的进口与所述第一换热器的热介质出口管路连接；

所述杂质吸附分离系统包括高纯氦气储罐和氦气纯化柱，所述氦气纯化柱的一端和所述氦气缓冲罐的出口通过管路连接，所述高纯氦气储罐和所述氦气纯化柱的另一端通过管路连接，所述氦气纯化柱用于除去氦气中的杂质气体。

2.根据权利要求1所述的一种氦气纯化装置，其特征在于：所述低温去氧系统还包括第二换热器和第一氦气压缩泵，所述液氮喷淋腔体和所述低纯氦气储罐之间的管路上还设置有所述第二换热器，所述低纯氦气储罐与所述第二换热器的热介质进口管路连接，所述液氮喷淋腔体腔壁与所述第二换热器的热介质出口管路连接，所述第一氦气压缩泵设置于所述第二换热器的热介质进口和所述低纯氦气储罐之间的管路上。

3.根据权利要求1所述的一种氦气纯化装置，其特征在于：所述低温去氧系统还包括氧氮缓冲罐和第一低温泵，所述液氮喷淋腔体的底部、所述氧氮缓冲罐、所述第一低温泵和所述第二换热器的冷介质进口依次通过管路连接。

4.根据权利要求1所述的一种氦气纯化装置，其特征在于：所述低温去氧系统还包括氦气放气环，所述氦气放气环固定设置于所述液氮喷淋腔体内，所述氦气放气环与所述低纯氦气储罐通过管路连接，所述氦气放气环上均匀开设有多个放气孔。

5.根据权利要求1所述的一种氦气纯化装置，其特征在于：所述低温去氮系统还包括低温压缩泵，所述低温压缩泵设置于所述低温氢气储罐和所述第一换热器的冷介质出口之间的管路上。

6.根据权利要求1所述的一种氦气纯化装置，其特征在于：所述低温去氮系统还包括第二低温泵，所述第二低温泵设置于所述液氢低温储罐和所述第一换热器的冷介质进口之间的管路上，所述低温去氧系统还包括第三低温泵，所述第三低温泵设置于所述液氮低温储罐与所述低温喷淋装置之间的管路上。

7.根据权利要求1所述的一种氦气纯化装置，其特征在于：所述杂质吸附分离系统还包括第二氦气压缩泵，所述第二氦气压缩泵设置于所述氦气纯化柱和所述高纯氦气储罐之间的管路上。

8.根据权利要求1所述的一种氦气纯化装置，其特征在于：所述氦气纯化柱内设置有分子筛和金属氧化物，所述氦气纯化柱内所述分子筛和所述金属氧化物的质量比为7：3，所述分子筛由3A分子筛和4A分子筛等质量比混合而成。