[实用新型]一种合成氨驰放气中氢气和氦气的分离回收装置

说明书

本实用新型涉及合成氨驰放气中原料回收技术领域，更具体地说是涉及一种合成氨驰放气中氢气和氦气的分离回收装置，包括一级脱氢单元、二级脱氢单元和控制单元，一级脱氢单元和二级脱氢单元均与控制单元连接形成控制回路，一级脱氢单元包括压缩机、一级脱氢罐、一级冷却器、一级过滤器和一级膜分离器，二级脱氢单元包括二级脱氢罐、二级冷却器、二级过滤器和二级膜分离器；大部分氢气与一氧化碳或二氧化碳或二者的混合物在一级脱氢罐中反应生成甲烷，少部分氢气在二级脱氢罐中和氧气反应生成水，二级膜分离器分离回收氦气，将合成氨驰放气尾气中的大部分氢气转化成甲烷，有效利用氢气价值，氦气回收率高。

技术领域

本实用新型涉及合成氨驰放气中原料回收技术领域，更具体地说是涉及一种合成氨驰放气中氢气和氦气的分离回收装置。

背景技术

合成氨驰放气中，其尾气中氦气浓度大幅提高，为了进一步得到更高纯度的氦气，通常采用低温分离或吸附法或膜分离来提纯氦气，但是尾气中通常也含有未反应完全的氢气，低温分离虽然能够把氦气和氢气分离，但能耗和成本大；采用常规的吸附法或膜分离不能将氢气和氦气完全分离，不能得到高纯度的氦气产品。目前通常采用催化氧化法将氢气和氧气反应生成水来除掉氢气，最后再用吸附法或膜分离提纯氦气，由于尾气中氢气含量较高，需要外加纯氧量也较高，增加了反应的危险程度和反应条件的复杂程度，同时将氢气转变成水，未能有效利用氢气价值。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足之处，本实用新型提供了一种合成氨驰放气中氢气和氦气的分离回收装置，用于解决如何提供一种有效利用氢气价值和氦气回收率高的合成氨驰放气中氢气和氦气的分离回收装置。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种合成氨驰放气中氢气和氦气的分离回收装置，包括一级脱氢单元、二级脱氢单元和控制单元，所述一级脱氢单元和所述二级脱氢单元均与所述控制单元连接形成控制回路，所述一级脱氢单元包括压缩机、一级脱氢罐、一级冷却器、一级过滤器和一级膜分离器，所述压缩机用于压缩合成氨驰放气的尾气，所述压缩机、所述一级脱氢罐、所述一级冷却器、所述一级过滤器与所述一级膜分离器依次连接，所述二级脱氢单元包括二级脱氢罐、二级冷却器、二级过滤器和二级膜分离器，所述二级脱氢罐的进气口与所述一级膜分离器连接，所述二级脱氢罐、所述二级冷却器、所述二级过滤器与所述二级膜分离器依次连接。

优选地，所述一级脱氢罐和二级脱氢罐的进气口均连接有质量流量控制器和在线氢分仪，所述质量流量控制器和所述在线氢分仪均与所述控制单元连接。

优选地，所述一级膜分离器设有放空阀。

优选地，所述二级膜分离器设有放空出口、缓冲罐、收集出口和再回收出口，所述缓冲罐与所述收集出口之间安装有浓度检测仪，所述再回收出口与所述二级膜分离器的进气口连接。

优选地，所述一级脱氢罐填充有甲烷化催化剂，所述二级脱氢罐填充有脱氢催化剂。

本实用新型的有益效果为：

一级脱氢罐的在线氢分仪检测合成氨驰放气尾气中氢气含量，经过计算后通过质量流量控制器控制送入一级脱氢罐的一氧化碳或二氧化碳或二者混合物的用量，在甲烷化催化剂的作用下，大部分氢气与一氧化碳或二氧化碳或二者的混合物反应生成甲烷，甲烷化后气体中的氦气和少部分氢气进入二级脱氢罐，二级脱氢罐的在线氢分仪检测出氢气含量后将信号传送至控制单元，通过质量流量控制器控制送入二级脱氢罐的空气用量，在脱氢催化剂作用下，氢气和氧气反应生成水，空气中残留的氮气量不会对氦气的回收产生影响，二级膜分离器分离回收氦气，将合成氨驰放气尾气中的大部分氢气转化成甲烷，有效利用氢气价值，氦气回收率高。

附图说明