[發明專利]結晶法提純氦氣的方法和裝置

有效

• 申請號: 201210065733.4
• 申請日: 2012-03-14
• 公開（公告）號: CN102718199A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 葛亮;曹月叢;喻永貴;俞建
• 申請（專利權）人: 上海啟元空分技術發展股份有限公司
• 主分類號: C01B23/00
• 分類號: C01B23/00
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 竺路玲

1.一種氦氣的純化方法，對至少含有一氧化碳、氧氣、氮氣、氖氣和氬氣作為雜質的氦氣作為原料氣進行純化，其特征在于：其步驟包括：

步驟一，首先將原料氣經過壓縮機壓縮后進行加熱；

步驟二，接著使用催化劑使所述氦氣中的一氧化碳和氧完全反應，使一氧化碳全部轉化為二氧化碳；

步驟三，接著進入預冷機組進行冷卻，之后進入分子篩吸附器脫除原料氣的二氧化碳雜質；

步驟四，接著原料氣經過換熱器進行換熱降溫，使氧、氮、氬、氖結晶；

步驟五，隨后原料氣通過過濾器，過濾低溫下凝固的氧氮氬氖結晶。

2.如權利要求1所述的一種氦氣的純化方法，其特征在于：所述的步驟一中原料氣經過壓縮機增壓至3.0MPa。

3.如權利要求1所述的一種氦氣的純化方法，其特征在于：所述的步驟三中原料氣進入預冷機組進行冷卻，原料氣冷卻至5-10℃。

4.如權利要求1所述的一種氦氣的純化方法，其特征在于：所述的步驟四中換熱器換熱所使用的冷源為氦氣，所述氦氣通過壓縮機后經過制冷機，溫度降低到40K以下后進入換熱器作為冷源，循環使用。

5.如權利要求1所述的一種氦氣的純化方法，其特征在于：所述的步驟五中過濾獲取的氧氮氬氖結晶進入另一個過濾器，進行泄壓再生，所述再生溫度為-183℃以上。

6.一種氦氣的純化裝置，該裝置是對至少含有一氧化碳、氧氣、氮氣、氖氣和氬氣作為雜質的氦氣作為原料氣進行純化的裝置，其特征在于，包括：預處理系統，循環制冷系統，換熱系統和過濾系統，

所述預處理系統包括壓縮機，反應爐，預冷機和吸附器，壓縮機，反應爐，預冷機和吸附器順次連接，所述反應爐內填充有催化劑，使得所述原料氣一氧化碳和氧完全反應，全部轉化為二氧化碳，所述吸附器與所述反應爐連接，吸附原料氣中生成的二氧化碳雜質；

所述循環制冷系統以氦氣為制冷劑，通過管路連接，順次經過壓縮機和制冷機后進入換熱器，在換熱器中進行換熱后再連接接入管路，循環使用；

所述換熱系統包括主換熱器和過冷器，換熱溫度為雜質中氧氮氬氖的熔點溫度，使雜質中氧氮氬氖凝結成晶體直接分離；

所述過濾系統包括兩個過濾器，過濾器與主換熱器連接，過濾低溫下凝固的氧氮氬結晶,?另外一個過濾器泄壓再生，再生溫度只要滿足所有氧氮氬結晶能夠氣化即為氧氣的常壓沸點即可，此時大量氧氮氬氖結晶氣化自然放空，之后再用少量產品氦氣置換，可獲取氦氣純度為99.999%以上。

7.如權利要求6所述的一種氦氣的純化裝置，其特征在于：所述的制冷機為制冷溫度能到達40K以下的制冷機。

8.如權利要求6所述的一種氦氣的純化裝置，其特征在于：所述的制冷機優選為膨脹機。