[實(shí)用新型]一種從貧氪氙濃縮物中提取純氪和純氙的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920207827.4
• 申請(qǐng)日: 2009-08-13
• 公開（公告）號(hào): CN201476465U
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳志誠(chéng);劉劍;嚴(yán)壽鵬;俞建
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海啟元科技發(fā)展有限公司;上海啟元空分技術(shù)發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): F25J3/02
• 分類號(hào): F25J3/02;C01B23/00
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠(yuǎn)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種純氪和純氙的提取裝置，尤其涉及一種從貧氪氙濃縮物中提取純氪和純氙的裝置。

背景技術(shù)

大氣中的氪和氙含量分別約為1.138×10^-6和0.0857×10^-6，根據(jù)中國(guó)專利99125538.0的記載，微量氪和氙隨空氣進(jìn)入空氣分離裝置的低溫精餾塔后，高沸點(diǎn)組份氪、氙、碳?xì)浠衔?主要是甲烷)以及氟化物均積聚在低壓塔的液氧內(nèi)，將低壓塔的液氧送入一個(gè)氪附加低溫精餾塔進(jìn)行精餾，可獲得氪氙含量為0.2～0.3％Kr+Xe的貧氪氙濃縮物，其中甲烷含量約為0.3～0.4％。氧氣中甲烷含量過高(一般不超過0.5％CH₄)是極其危險(xiǎn)的，只有預(yù)先脫除掉貧氪氙濃縮物中的甲烷后，才有可能繼續(xù)提高液氧中的氪氙濃度，在已知的方法中，是通過鈀催化劑，在480～500℃溫度下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)脫除甲烷，并用分子篩吸附脫除O₂-CH₄化學(xué)反應(yīng)生成物——二氧化碳和水份，隨著氪氙逐級(jí)濃縮，這種化學(xué)反應(yīng)脫除甲烷也要多次進(jìn)行。這樣，氪氙分離設(shè)備的工藝路線長(zhǎng)、設(shè)備多、設(shè)備減漏可能性增加，因此在已知方法中，氪和氙的回收率較低，一般為60～65％。

貧氪氙濃縮物中的微量氟化物，在已知的方法中，如中國(guó)專利通011451238，常通過活性鋯鋁吸氣劑，在700℃溫度下進(jìn)行脫除。活性鋯鋁吸氣劑與氟化物化學(xué)反應(yīng)是不可逆的，因此使用中要定期更新吸氣劑。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種收率高、經(jīng)濟(jì)節(jié)能、應(yīng)用范圍廣的從貧氪氙濃縮物中提取純氪和純氙的裝置。

本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種從貧氪氙濃縮物中提取純氪和純氙的裝置，其特征在于，該裝置包括氣體熱交換器和四級(jí)精餾塔，第一級(jí)精餾塔底部連接第二級(jí)精餾塔，第二級(jí)精餾塔頂部連接純氪產(chǎn)品收集器，底部連接第三級(jí)精餾塔，第三級(jí)精餾塔頂部連接第四級(jí)精餾塔，第四級(jí)精餾塔底部連接純氙產(chǎn)品收集器；各級(jí)精餾塔頂部設(shè)有冷凝蒸發(fā)器，底部設(shè)有再沸器，各級(jí)精餾塔中均填充不銹鋼絲網(wǎng)規(guī)整填料，在填料層上下不同段面分別設(shè)有多個(gè)測(cè)溫元件。

所述的再沸器為電加熱再沸器或者蒸汽加熱再沸器。

所述的第一級(jí)精餾塔頂部的冷凝蒸發(fā)器入口連接液氮低溫儲(chǔ)槽，出口連接氣體換熱器。

所述的第一級(jí)精餾塔頂部分別通過低溫管線連接第二級(jí)精餾塔、第三級(jí)精餾塔和第四級(jí)精餾塔頂部的冷凝蒸發(fā)器入口。

所述的第二級(jí)精餾塔、第三級(jí)精餾塔和第四級(jí)精餾塔頂部的冷凝蒸發(fā)器出口連接空氣分離裝置。

所述的測(cè)溫元件設(shè)有5-15個(gè)。

四級(jí)精餾塔、連接各級(jí)精餾塔間的低溫管線和閥門都包在充有絕熱材料的冷箱內(nèi)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.氪和氙的回收率高，均可達(dá)95％。

2.裝置簡(jiǎn)單，僅設(shè)置4只精餾塔，通過逐級(jí)精餾，脫除掉貧氪氙原料氣中的所有低沸點(diǎn)組份(比如O2、N2、Ar等)和高沸點(diǎn)組份碳?xì)浠衔?比如CH4、C2H4、C2H6、C3H8等)及氟化物(比如CF4、C2F6、SF6等)最終獲得純度高于99.999％的純氪和純氙產(chǎn)品，其中各種雜質(zhì)含量均低于GB/T5829-2006高純氪技術(shù)指標(biāo)和GB/T5828-2006高純氙技術(shù)指標(biāo)。

3.本實(shí)用新型裝置經(jīng)濟(jì)節(jié)能。

4.應(yīng)用范圍廣，在用戶設(shè)置了貧氪氙液氧和液氮低溫貯槽后，本實(shí)用新型裝置可脫離空氣分離裝置，獨(dú)立運(yùn)行。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

如圖1所示是一個(gè)用來分離貧氪氙濃縮物的裝置流程圖。

裝置包括熱交換器15，第一級(jí)精餾塔1、第二級(jí)精餾塔2、第三級(jí)精餾塔3和第四級(jí)精餾塔4，所述的熱交換器15連接第一級(jí)精餾塔1，第一級(jí)精餾塔1底部連接第二級(jí)精餾塔2，第二級(jí)精餾塔2頂部連接純氪產(chǎn)品收集器，底部連接第三級(jí)精餾塔3，第三級(jí)精餾塔3頂部連接第四級(jí)精餾塔4，第四級(jí)精餾塔4底部連接純氙產(chǎn)品收集器，所述的第一級(jí)精餾塔1、第二級(jí)精餾塔2、第三級(jí)精餾塔3和第四級(jí)精餾塔4的頂部分別設(shè)有冷凝蒸發(fā)器5、冷凝蒸發(fā)器6、冷凝蒸發(fā)器7和冷凝蒸發(fā)器8，底部分別設(shè)有再沸器9、再沸器10、再沸器11、再沸器12。