[發明專利]一種利用LNG廠尾氣進行氦氣提取的工藝系統

有效

• 申請號: 201911055295.1
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110986484B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 楊長根;郭聰;關夢云
• 申請（專利權）人: 中國科學院高能物理研究所
• 主分類號: F25J3/06
• 分類號: F25J3/06
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

1.一種利用LNG廠尾氣進行氦氣提取的工藝系統，其特征在于：包括氦氣提純塔（1）,氦氣提純塔（1）內設置有活塞式膜分離裝置（2）、鈀膜脫氫裝置（3）、外循環回抽裝置、換熱裝置和制冷分離提純裝置，活塞式膜分離裝置（2）設置在鈀膜脫氫裝置（3）上方，換熱裝置和制冷分離提純裝置設置在鈀膜脫氫裝置（3）下方，LNG廠尾氣與活塞式膜分離裝置（2）的頂部進口連接，活塞式膜分離裝置（2）底部出口與鈀膜脫氫裝置（3）頂部進口連接，鈀膜脫氫裝置（3）底部出口通過換熱裝置與制冷分離提純裝置的進口連接，制冷分離提純裝置的分離出的氣體通過換熱裝置后排出氦氣提純塔（1），外循環回抽裝置的進口與鈀膜脫氫裝置（3）底部出口連接，外循環回抽裝置的出口與活塞式膜分離裝置（2）頂部進口連接。

2.根據權利要求1所述的一種利用LNG廠尾氣進行氦氣提取的工藝系統，其特征在于：活塞式膜分離裝置（2）沿氦氣提純塔（1）中心線圓形陣列布置有若干個，每個活塞式膜分離裝置（2）均包括中心線沿垂直方向設置的第一圓筒體（207），第一圓筒體（207）的頂部均連接有第一分氣管（103），所有的第一分氣管（103）上端通過第一分氣控制閥（104）連接有垂直向上伸出氦氣提純塔（1）的進氣管（101），進氣管（101）上端與LNG廠尾氣出口連接，進氣管（101）上部設有進氣閥（102），外循環回抽裝置的出口連接在進氣閥（102）下方的進氣管（101）上；

第一圓筒體（207）內設有上中空纖維膜單元（201）和下中空纖維膜單元（208），上中空纖維膜單元（201）的外周設有滑動連接在第一圓筒體（207）內壁的第一環形滑塊（202），第一環形滑塊（202）為鐵質材料制成，第一圓筒體（207）內壁上在第一環形滑塊（202）的正上方和正下方分別固定設有第一上電磁鐵（203）和第一下電磁鐵（209），第一圓筒體（207）的側部在第一下電磁鐵（209）和下中空纖維膜單元（208）之間連接有第一排氣管（205）及補氣管（210）、第一排氣管（205）和補氣管（210）關于第一圓筒體（207）中心線對稱布置，補氣管（210）的外端連接有補氣泵（204），第一圓筒體（207）底部設有與鈀膜脫氫裝置（3）頂部進口連接的第二排氣管（206）。

3.根據權利要求2所述的一種利用LNG廠尾氣進行氦氣提取的工藝系統，其特征在于：鈀膜脫氫裝置（3）沿氦氣提純塔（1）中心線圓形陣列布置有若干個，每個鈀膜脫氫裝置（3）均包括中心線沿垂直方向設置的第二圓筒體（301），第二圓筒體（301）的頂部均連接有一根第二分氣管（304），所有的第二分氣管（304）上端通過第二分氣控制閥（305）與第二排氣管（206）下端連接；第二圓筒體（301）內同中心線設有內筒體（311），內筒體（311）外圈與第二圓筒體（301）內壁之間形成環形腔（313），內筒體（311）內部設有上鈀膜盤單元（302）和下鈀膜盤單元（303），上鈀膜盤單元（302）的外周設有滑動連接在內筒體（311）內壁的第二環形滑塊（306），第二環形滑塊（306）為鐵質材料制成，內筒體（311）內壁上在第二環形滑塊（306）的正上方和正下方分別固定設有第二上電磁鐵（307）和第二下電磁鐵（312），第二圓筒體（301）外側部設有與環形腔（313）連通的第三排氣管（308），第二圓筒體（301）底部設有第四排氣管（309），第四排氣管（309）與換熱裝置及外循環回抽裝置的進口連接；第二環形滑塊（306）內部為中空環狀結構（314），中空環狀結構（314）上部通過可伸縮的軟管（315）與環形腔（313）的上部連通，上鈀膜盤單元（302）和下鈀膜盤單元（303）的外部均包裹設有透氣的加熱帶（310），上鈀膜盤單元（302）的內部與中空環狀結構（314）連通，下鈀膜盤單元（303）內部與環形腔（313）連通。

4.根據權利要求3所述的一種利用LNG廠尾氣進行氦氣提取的工藝系統，其特征在于：外循環回抽裝置包括外循環泵（4）、外循環管（401）和單向閥（402），外循環管（401）下端與第四排氣管（309）連接，外循環管（401）上端連接在進氣閥（102）下方和第一分氣控制閥（104）上方的進氣管（101）上，單向閥（402）設置在外循環泵（4）的出口處的外循環管（401）上，進氣管（101）上在第一分氣控制閥（104）上方的位置設有壓力表（403）。