[发明专利]一种氦气回收系统及方法

权利要求书

1.一种氦气回收系统，其特征在于，包括：

主换热器(1)，所述主换热器内设置有天然气第一冷却流道(11)、天然气第二冷却流道(12)、天然气第三冷却流道(13)、天然气第四冷却流道(14)以及氦气复热流道(15)，所述主换热器连接有制冷循环机构(2)；

与所述天然气第一冷却流道连通的精馏塔(3)，所述精馏塔的顶部和底部均设置有出口，底部出口与所述天然气第三冷却流道的进口端连通，顶部出气口与所述天然气第四冷却流道的进口端连通；以及

与所述天然气第四冷却流道的出口连通的气液分离装置(4)，所述气液分离装置的顶部和底部均设置有出口，顶部出气口与所述氦气复热流道的进口端连通。

2.根据权利要求1所述的一种氦气回收系统，其特征在于，所述制冷循环机构(2)包括：

设置在所述主换热器内的制冷剂第一冷却流道(21)、制冷剂第二冷却流道(21)、制冷剂第一复热流道(23)、制冷剂第二复热流道(24)以及制冷剂第三复热流道(25)；

与所述制冷剂第一冷却流道进口端以及制冷剂第三复热流道出口端连通的氮气压缩装置(26)；

与所述制冷剂第一冷却流道的出口端以及制冷剂第三复热流道的进口端连通的一级膨胀装置(27)；以及

与所述制冷剂第二冷却流道出口端以及制冷剂第三复热流道进口端连通的二级膨胀装置(28)。

3.根据权利要求1所述的一种氦气回收系统，其特征在于，所述天然气第一冷却流道(11)与天然气第二冷却流道(12)之间设置有冷却装置(5)。

4.根据权利要求1所述的一种氦气回收系统及方法，其特征在于，所述制冷剂第一复热流道(23)与制冷剂第二复热流道(24)之间设置有复热装置(6)。

5.根据权利要求1所述的一种氦气回收系统，其特征在于，所述天然气第二冷却流道(12)的出口端与所述精馏塔的连接管路上设置有节流阀一(7)，所述精馏塔(3)的底部出口与所述天然气第三冷却流道(13)的进口的连接管路上设置有节流阀二(8)。

6.一种基于上述权利1-5任一所述氦气回收系统的氦气回收方法，包括以下步骤：

天然气原料气通过压缩机增压后进入主换热器中，依次在天然气第一冷却流道、冷却装置以及天然气第二冷却流道中进行冷却；

经过冷却后的原料气通过节流阀一减压后进入精馏塔中，在塔顶冷凝器中进一步冷却，分离出不凝性气体；

液相组分回流至精馏塔的底部，加热后经节流阀二节流降压，并进入天然气第三冷却流道冷却后得到LNG产品；

氦气、氮气等不凝性气体组分进入天然气第四冷却流道进行冷却，并通过气液分离装置分离出粗制液氮产品和粗制氦气产品；

粗制氦气进入氦气复热流道为主换热器提供冷量，被复热后作为粗制氦气产品储存或进一步提纯。