[发明专利]一种常温提取超高纯度氦气的方法及生产装置

权利要求书

1.一种常温提取超高纯度氦气的方法，其特征在于：包括脱硫脱碳、气体膜分离、变压吸附和低温催化技术，含氦原料气首先经脱硫脱碳处理后，进入一次膜分离过程；膜分离后的富氦气体进入一次低温催化过程，脱除其中的氢气组分；脱氢后的富氦气体进入二次气体膜分离过程，处理后得到的更高氦气浓度的富氦气体送入一次变压吸附过程；得到较为纯净的氦气进入二次低温催化过程，脱除其中微量的氢；脱氢后的氦气进入二次变压吸附过程；处理后得到的合格的超纯氦气送出界外。

2.根据权利要求1所述的一种常温提取超高纯度氦气的方法，其特征在于：一次变压吸附过程的解吸气返回二次气体膜分离入口；所述的二次变压吸附过程的解吸气返回一次变压吸附过程或二次气体膜分离入口；二次变压吸附采用双回流变压吸附。

3.根据权利要求1所述的一种常温提取超高纯度氦气的方法，其特征在于：进入一次或二次膜分离系统的原料气中二氧化碳体积含量不高于20％，优选不高于0.4％；进入二次变压吸附系统的原料气中氢气体积含量不高于0.08ppm，优选不高于0.01ppm，氦气体积含量不低于90％，优选不低于99％，最优选不低于99.9％。

4.根据权利要求1所述的一种常温提取超高纯度氦气的方法，其特征在于：脱硫脱碳过程之前进行气体加压，脱硫脱碳过程之后进行气体脱水；低温催化过程之前进行气体加压，低温催化过程之后进行气体脱水；气体膜分离过程之前进行气体加压、冷凝、气液分离、加热；变压吸附过程之前进行气体加压、冷凝、气液分离。

5.一种常温提取超高纯度氦气的生产装置，其特征在于：该装置包括脱硫脱碳、低温催化、气体膜分离和变压吸附系统；其中脱硫脱碳系统的净化气出口管道与一次膜分离系统的进口管道相连，一次膜分离系统的富氦气出口管道与一次低温催化系统的进口管道相连，一次催化系统的干燥脱氢气出口管道与二次膜分离系统的进口管道相连，二次膜分离系统的富氦气出口管道与一次变压吸附系统的进口管道相连，一次变压吸附系统的氦气出口管道与二次低温催化系统的进口相连，二次低温催化系统的干燥脱氢气出口管道与二次变压吸附系统的进口管道相连。

6.一种常温提取超高纯度氦气的生产装置，其特征在于：所述脱硫脱碳系统包括压缩机、冷却器、脱硫脱碳塔、再生塔、脱水塔，依次相连的设备为压缩机、冷却器、脱硫脱碳塔、脱水塔，脱硫脱碳塔富液出口管道与再生塔进口管道相连，再生塔贫液出口管道与脱硫脱碳塔贫液进口管道相连；低温催化系统包括压缩机、冷却器、低温催化塔、干燥塔，依次相连的设备为压缩机、冷却器、低温催化塔、干燥塔；气体膜分离系统包括压缩机、冷凝器、气液分离器、加热器、膜组件，依次相连的设备为压缩机、冷凝器、气液分离器、加热器、膜组件；变压吸附系统包括压缩机、冷凝器、气液分离器、变压吸附塔群，依次相连的设备为压缩机、冷凝器、气液分离器、变压吸附塔群；所述气体膜分离系统的贫氦气体出口管道直接去界外，一次变压吸附系统的解吸气出口管道与气体膜分离系统的压缩机进口管道相连，二次变压吸附的解吸气出口管道与一次变压吸附系统的压缩机进口管道相连。