[發明專利]一種自BOG中分離純化氫與氦的系統與方法

在審

• 申請號: 202010038470.2
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111086974A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 王志高;高穎;吳海雷;馬傳龍
• 申請（專利權）人: 蘇州睿分電子科技有限公司
• 主分類號: C01B3/50
• 分類號: C01B3/50;C01B3/56;C01B23/00;B01D53/047;B01D53/22
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種自BOG中分離純化氫與氦的系統，其特征在于，所述自BOG中分離純化氫與氦的系統包括依次連接的閃蒸氣進氣單元、膜分離單元與吸附分離單元；

所述閃蒸氣進氣單元包括閃蒸氣進氣管道；

所述膜分離單元包括依次連接的初級膜分離裝置與深度膜分離裝置；

所述吸附分離單元包括串聯連接的變壓吸附單元與氫氦分離純化單元。

2.根據權利要求1所述的自BOG中分離純化氫與氦的系統，其特征在于，所述變壓吸附單元包括至少兩組并聯連接的變壓吸附裝置。

3.根據權利要求1或2所述的自BOG中分離純化氫與氦的系統，其特征在于，所述變壓吸附單元還包括設置于變壓吸附裝置入口處的增壓裝置。

4.根據權利要求1-3任一項所述的自BOG中分離純化氫與氦的系統，其特征在于，所述氫氦分離純化單元包括至少兩組并聯連接的氫氦分離純化裝置，所述氫氦分離純化裝置通過氫氣的吸附與解吸，實現氫氣與氦氣的分離并得到電子級純度的氫氣。

5.根據權利要求1-4任一項所述的自BOG中分離純化氫與氦的系統，其特征在于，所述自BOG中分離純化氫與氦的系統還包括設置于吸附分離單元后的氦氣液化裝置，所述氦氣液化裝置用于將提純后的氦氣液化為液氦。

6.根據權利要求1-5任一項所述的自BOG中分離純化氫與氦的系統，其特征在于，所述閃蒸氣進氣單元還包括設置于閃蒸氣進氣管道上依次連接的第一顆粒過濾器、第一油水過濾器、壓縮機、冷干機、第二油水過濾器、第二顆粒過濾器以及加熱器。

7.根據權利要求1-6任一項所述的自BOG中分離純化氫與氦的系統，其特征在于，所述自BOG中分離純化氫與氦的系統還包括設置于膜分離單元與閃蒸氣進氣單元之間的循環管道；

優選地，所述循環管道上設置有背壓閥與增壓裝置。

8.一種應用如權利要求1-7任一項所述的自BOG中分離純化氫與氦的系統分離BOG中氫與氦的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

(1)通過膜分離提高閃蒸氣內氫氣和氦氣的總濃度，得到提濃混合氣；

(2)利用吸附分離單元分離純化氦氣與氫氣，得到純度為2N以上的氦氣以及純度為6N以上的氫氣。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述閃蒸氣中氫氣和氦氣的總濃度為1-15％vol；

優選地，步驟(1)所述提濃混合氣中氫氣和氦氣的總濃度為20-99.9％vol；

優選地，步驟(1)所述膜分離的進氣絕對壓力為0.3-2MPa，溫度為20℃以上；

優選地，步驟(2)所述吸附分離單元進行氫氦分離純化時，吸附氫氣時的溫度為-20℃至30℃；解吸氫氣時的溫度為50-150℃、絕對壓力為0.2-2.0MPa。

10.根據權利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

(1)通過膜分離提高閃蒸氣內氫氣和氦氣的總濃度，得到提濃混合氣；閃蒸氣中氫氣和氦氣的總濃度為1-15％vol；提濃混合氣中氫氣和氦氣的總濃度為20-99.9％vol；所述膜分離的進氣絕對壓力為0.3-2.0MPa，溫度為20℃以上；

(2)利用吸附分離單元分離氦氣與氫氣，得到純度為2N以上的氦氣以及純度為6N以上的氫氣，吸附氫氣時的溫度為-20℃至30℃；解吸氫氣時的溫度為50-150℃、絕對壓力為0.2-2.0MPa。