[實用新型]一種用于浮空器的氦氣回收和純化系統

有效

• 申請號: 201720144207.5
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN206580560U
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 陳永侃;何智;王成遠;蔣偉;章學華;汪澎;周家屹;張華標
• 申請（專利權）人: 安徽萬瑞冷電科技有限公司
• 主分類號: C01B23/00
• 分類號: C01B23/00
• 代理公司: 安徽中天恒律師事務所34121
• 代理人: 朱婭娟

技術領域

本發明涉及氦氣處理領域，尤其涉及一種用于浮空器的氦氣回收和純化系統。

背景技術

浮空器(氣球、飛艇等)是一種完全依靠自身靜浮力升空的航空器，而其靜浮力通常依賴內部填充的氦氣來提供。對于內充氦氣的浮空器而言，內部氦氣的純度直接影響到其凈升力的大小，從而對飛行性能造成影響。

目前對浮空器使用過的氦氣直接排放到空氣中，一方面造成了氦氣的浪費，也造成了空氣的污染，同時，對于一個特定的浮空器來說，其氦氣的容量是一定的，直接將氦氣排出必將造成氦氣的不斷減少，進而將嚴重限制浮空器在空氣中的停留時間以及停留高度，同時也將帶來一定的危險。

目前國際上所普遍采用的氦氣提純技有三種：低溫術吸附、變壓吸附和膜分離。低溫吸附是天然氣提氦等裝置所普遍采用的一種提純方法，該方法成熟經典，但是運行費用較高(使用液氮)、流程復雜、操作壓力高等，不符合企業對設備小型化、智能化、節能高效的要求；變壓吸附是使用碳分子篩、活性炭等吸附劑在常溫、中壓下對雜質氣體吸附，從而提純氦氣，該方法產品氣出口純度不及低溫吸附法，且設備造價高、操作繁瑣，因此國際上研究不多；膜分離法是一種高效的滲透分離法，新型的氣體膜分離技術具有高效節能、易于實現小型化和智能化的特點，這恰好可以彌補低溫分離法的不足。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種用于浮空器的氦氣回收和純化系統，通過對使用過的氦氣進行直接純化，并且將純化后的氦氣直接送入浮空器的內囊中進行使用，一方面能夠避免氦氣的浪費和污染環境，一方面能夠增大浮空器在空氣中的停留時間以及停留高度。

為達到以上目的，本發明采用的技術方案為：一種用于浮空器的氦氣回收和純化系統，所述浮空器包括用于儲存氦氣的內囊，其特征在于，所述系統包括進氣端與內囊的出氣端通過管道連接的低壓緩沖罐、進氣端與低壓緩沖罐的出氣端通過管道連接的壓縮機、進氣端與壓縮機的出氣端通過第一管道連接的油水分離模塊、進氣端與油水分離模塊的出氣端通過第二管道連接的減壓模塊、進氣端與減壓模塊的出氣端通過第三管道相連的一級分離模塊，所述一級分離模塊的出氣端與內囊的進氣端通過管道連接。

優選地，所述系統還包括進氣端通過第五管道與油水分離模塊的出氣端相連的氦氣高壓集裝管，所述氦氣高壓集裝管的出氣端通過第六管道與油水分離模塊的進氣端連接，所述第二管道、第五管道以及第六管道上均設置有可控閥門。

優選地，所述系統還包括進氣端與一級分離模塊的尾氣端通過管道連接的二級分離模塊，所述二級分離模塊的出氣端與低壓緩沖罐的進氣端通過管道連接。

優選地，所述油水分離模塊包括一個或者多個油水分離器，當油水分離器為多個時，油水分離器通過管道串聯連接。

優選地，在油水分離模塊上連接有將雜質排出的裝置。

優選地，所述減壓模塊包括設置在第二管道上的調壓閥，所述調壓閥的出氣端與一級分離模塊的進氣端連接。

優選地，所述減壓模塊還包括設置在連接調壓閥與一級分離模塊的管道上的儲氣罐。

優選地，所述儲氣罐為一個或者多個，當儲氣罐為多個時，儲氣罐通過管道串聯設置。

優選地，所述一級分離模塊包括一個或者多個膜分離器，當膜分離器為多個時，所述膜分離器通過管道并聯連接。

優選地，所述二級分離模塊包括一個膜分離器。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

1)該回收和純化系統采用一級雙膜并聯、二級串聯的膜分離技術，針對60-90％低濃度的原料氦氣，一級雙膜并聯一方面降低了流阻，一方面提高了膜分離面積進而提高了分離的效率；二級分離提高了回收效率，同時提高了出氣的純度。經實驗驗證，該系統能夠將60-90％的污氦提純至95-98％，提純回收率≥90％；

2)該系統集成在浮空器中，能夠實現在線純化，并且能夠立即將純化后的氦氣供浮空器使用，實現了氦氣的循環使用，提高了浮空器在空中停留的時間以及停留的平均高度；

3)該系統還包括氦氣高壓集裝管用以盛裝備用的氦氣，并且氦氣高壓集裝管與分離模塊共用一個壓縮機，通過對門閥進行控制來實現氦氣進入到氦氣高壓集裝管或者分離模塊，節省了成本，同時也提高了浮空器氦氣的儲存量，延長了浮空器在空氣中的停留時間。

附圖說明

圖1是根據本發明的一個優選實施例的原理圖。

具體實施方式