[实用新型]一种从氖气中分离21Ne的装置

摘要

本实用新型提供了从氖气中分离21Ne的装置，所述装置包括压缩机（1），冷却器，分离设备（2），以及若干阀门与管线；所述分离设备（2）主要包括高温段换热器（3）、液氮冷却器（4）、冷屏（5）、低温段换热器（6）、冷凝蒸发器（9）、精馏塔（11）、冷凝蒸发器（15）、精馏塔（17）、以及调节阀（7）、调节阀（8）、调节阀（13）与调节阀（14）；使用上述装置分离得到的21Ne气体的纯度和产量均优于现有技术，因此，本实用新型所提供的技术方案具有良好的应用前景。

主权项

一种从氖气中分离21Ne的装置，其特征在于，所述装置包括：压缩机（1），冷却器，分离设备（2），以及若干阀门与管线；其中，所述分离设备（2）内包括：高温段换热器（3）、液氮冷却器（4）、冷屏（5）、低温段换热器（6）、冷凝蒸发器（9）、精馏塔（11）、冷凝蒸发器（15）、精馏塔（17）、以及调节阀（7）、调节阀（8）、调节阀（13）与调节阀（14）；其中，所述冷凝蒸发器（9）具有冷凝蒸发器外壳（10），所述精馏塔（11）的底部设置有精馏塔底电加热器（12）；其中，所述冷凝蒸发器（15）具有冷凝蒸发器外壳（16），所述精馏塔（17）的底部设置有精馏塔底电加热器（18）；其中，高纯Ne原料气进料管线与循环氖气管线在所述压缩机（1）前合并，并且，所述压缩机（1）与冷却器串联，所述冷却器通过管线接入所述分离设备（2）；高纯Ne原料气与循环氖气合并后先经所述压缩机（1）压缩，再经所述冷却器冷却得到压缩冷却的氖气；其中，高温段换热器（3）、液氮冷却器（4）与低温段换热器（6）串联设置，用于进一步冷却所述压缩冷却的氖气，并输出低温氖气；输出低温氖气的管线分支为三路，其中：第一路上设置有调节阀（7），用于将低温氖气节流减压后送入精馏塔（11）进行精馏；第二路上设置有调节阀（8），用于将低温氖气节流减压后，生成液体Ne而被输送入设置在精馏塔（11）顶部的冷凝蒸发器（9）；第三路上设置有调节阀（13），用于将低温氖气节流减压后生成液体Ne，并被输送入设置在精馏塔（17）顶部的冷凝蒸发器（15）；其中，所述液氮冷却器（4）、所述低温段换热器（6）、所述精馏塔（11）、所述冷凝蒸发器（9）、所述精馏塔（17）和所述冷凝蒸发器（15）均被容纳于冷屏（5）围成的空间中，且所述空间保持1×10‑6Pa至1×10‑2Pa的真空度；其中，所述冷屏（5）内部通液氮，用于维持所述空间中的低温工况；所述精馏塔（11）的塔顶设置有两条20Ne输出管线，其中，第一条20Ne输出管线延伸依次通过所述低温段换热器（6）和所述高温段换热器（3），最后伸出所述分离设备（2）并延伸至所述装置的外部；第二条20Ne输出管线连接至所述冷凝蒸发器（9）；而所述冷凝蒸发器（9）的冷凝侧设置有冷凝回流管线，用于将冷凝Ne液回流至所述精馏塔（11）内；所述精馏塔（11）的底部设置有一条混合氖液管线，连接至所述精馏塔（17），并且该混合氖液管线上设置调节阀（14）；所述冷凝蒸发器（15）的冷凝侧设置有冷凝回流管线，用于将冷凝Ne液回流至所述精馏塔（17）内；其中，所述精馏塔（17）的塔顶设置有一条21Ne气体产品输出管线，延伸依次通过所述低温段换热器（6）和所述高温段换热器（3），最后输出给用户或储存；所述精馏塔（17）的底部设置有一条22Ne液输出管线，延伸依次通过所述低温段换热器（6）和所述高温段换热器（3），最后输出给用户或储存；其中，所述冷凝蒸发器（9）与所述冷凝蒸发器（15）的顶部以及所述冷凝蒸发器（15）的蒸发侧分别设置一条制冷循环氖气支管线，合并后形成制冷循环氖气主管线，延伸依次通过所述低温段换热器（6）和所述高温段换热器（3）后，连接至所述循环氖气管线。