[發明專利]一種氦氣提純裝置

在審

• 申請號: 201410403068.4
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN104128071A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 馬昆;王凱;丁國元;趙翠玲;賈盛蘭;王朝;苗瓏耀
• 申請（專利權）人: 蘇州市興魯空分設備科技發展有限公司
• 主分類號: B01D53/04
• 分類號: B01D53/04;C01B23/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛

技術領域

本發明涉及一種利用低溫吸附工藝對氦氣進行提純的裝置。

背景技術

工業用的氦氣中，一般含有氮氣、氧氣、氬氣與氖氣等雜質，在對氦氣提純的時候一般使用吸附劑對雜質進行吸附，但是這種工藝存在幾個問題：一是這種吸附劑在吸附飽和之后一般是通過加熱進行再生的，這一再生過程需要額外進行，將停止吸附工作，浪費了工時，使得吸附工作無法連續，必須間斷實施；二是吸附劑在一定的低溫條件下具有更好的吸附深度和吸附容量，而現有的設備營造這種低溫環境是很困難的，所以很難到達提純后的純度要求。

發明內容

本發明的目的是將氦氣提純中吸附劑再生裝置與低溫裝置整合在一套裝置中，讓整個工序連續進行，并且充分利用了吸附劑在低溫條件下具有更好的吸附深度和吸附容量的特性，提高了吸附的效果。

為了克服現有技術的缺陷，本發明提供了一種氦氣提純裝置，包括依次連接的進氣口、吸附筒、出氣口，其特征在于：所述吸附筒包括內筒、環繞在所述內筒周向側壁上的夾層、置于所述內筒內部的內換熱管，所述內筒內填充了用于吸附氣體雜質的吸附劑，所述夾層內填充了用于提供低溫環境的液氮，所述低溫吸附裝置還包括用于使所述吸附劑再生的再生裝置；另外，所述吸附筒還設置了便于操控的測溫點TI及測量所述夾層內液氮液位高度的測液位點LI。

優選地，所述吸附筒的數量為多個，多個所述吸附筒并聯在所述進氣口與所述出氣口之間。多個吸附筒可使得其中一個在吸附飽和后可切換到其他所述吸附筒，達到連續工作的目的。

進一步優選地，所述再生裝置包括用于將再生氣通入所述內筒里的再生氣管道、用于連通多個所述吸附筒的夾層并向所述夾層注入液氮的液氮管道、再生氣出口、從所述吸附筒的夾層中排出液氮的液氮排出管道及供液氮氣化成氮氣后從夾層中排出的氮氣排出管道。

相較于現有技術，本發明的氦氣提純裝置將吸附劑再生裝置與低溫裝置整合，實現了一套裝置完成多個工序的技術效果，大大節約了提純工藝的工時，也顯著地提高了提純效果和裝置成本。

附圖說明

附圖1為本發明氦氣提純裝置低溫凈化的總體示意圖；

附圖2為本發明氦氣提純裝置中低溫吸附筒的結構示意圖。

附圖中：

1-進氣口，2-吸附筒，3-出氣口，4-再生氣管道，5-液氮注入管道，6-再生氣出口，7-電加熱器，8-液氮排出管道，9-氮氣排出管道，21-內筒，22-夾層，23-內換熱管。?

具體實施方式

下面結合附圖對本發明氦氣提純裝置的優選實施方式進行詳細說明。

參見附圖1-2，本發明氦氣提純裝置包括依次連通的進氣口1，吸附筒2，出氣口3，其中吸附筒2為多個，本實施例中為2個，并聯在進氣口1與出氣口3之間。吸附筒2包括內筒21與夾層22及內換熱管23，夾層22環繞在內筒21的周向側壁上，內換熱管23置于內筒21內，內筒21填充了吸附劑，夾層22填充了液氮，其中吸附劑一般可以選用現有技術中常用的以碳質為原料的各種活性炭吸附劑，這種吸附劑在吸收了一定程度的雜質氣體后會飽和，必須對吸附劑通入再生氣并加熱后才能再生使用。本發明氦氣提純裝置還包括再生裝置，用于對吸附劑進行再生處理，其包括用于將再生氣通入所述內筒21里的再生氣管道4、用于連通多個所述吸附筒2的夾層22并向所述夾層22注入液氮的液氮管道5、再生氣出口6、再生氣電加熱器7；由于吸附筒2的數量為多個，因此液氮管道5將多個夾層22連通，保證通入的液氮能夠到達每一個夾層22內。

本發明氦氣提純裝置在使用時，首先將待提純的氦氣從進氣口1通入，隨后進入吸附筒2內，此時由于夾層22中液氮的降溫作用，同時與吸附筒2連接的內換熱管23，將液氮引至內筒21，從而使得內筒21里的吸附劑的吸附效果最優，這樣氦氣中的氮氣、氧氣、氬氣與氖氣等雜質會被吸附劑充分吸收，隨后從出氣口3排出的氦氣具有很高的純度。

當吸附劑使用一定時間達到飽和，進氣口1不再通入待提純氦氣，而是改由再生氣管道4通入再生氣，并且排出夾中層液氮，使溫度提高。再生氣在電加熱器7中加熱后通入到內筒21里，與吸附劑充分換熱，使得吸附劑內吸附的雜質氣體解析出來通過再生氣出口6排出系統。經過一段時間的解析后，雜質氣體全部從吸附劑中解析出來，吸附劑又可以重新進入吸附狀態，這樣再向夾層注入液氮進行降溫后，又能夠進行新一輪的氦氣提純。