[發明專利]一種產品多元化的氦氣高收率分離提純耦合工藝

有效

• 申請號: 202010587840.8
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111715028B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 賀高紅;郭明鋼;代巖;阮雪華;米盼盼;楊曉航
• 申請（專利權）人: 大連理工大學;大連理工大學盤錦產業技術研究院
• 主分類號: B01D53/047
• 分類號: B01D53/047;B01D53/22;C01B23/00
• 代理公司: 北京化育知識產權代理有限公司 11833
• 代理人: 尹均利

1.一種產品多元化的氦氣高收率分離提純耦合工藝，其特征在于，所述分離提純耦合工藝基于氦氣提純分離回收耦合系統實現，耦合系統的組成為：壓縮機單元、預處理單元、膜分離單元和吸附單元PSA；所述壓縮機單元包括第一壓縮機K-1、第二壓縮機K-2；所述預處理單元包括第一預處理單元PR-1、第二預處理單元PR-2；所述膜分離單元包括第一膜分離單元M-1、第二膜分離單元M-2、第三膜分離單元M-3，具體工藝過程如下：

首先，含氦原料氣f-1與循環氣f-10混合后經第一壓縮機K-1升壓后，進入第一預處理單元PR-1，經第一預處理單元PR-1去除液霧及粉塵，并將溫度調節至40～100℃后的含氦氣體f-2進入到第一膜分離單元M-1；

其次，根據不同氣體在膜中滲透速率不同，含氦氣體f-2經第一膜分離單元M-1分成兩股物流：初步濃縮的富氦滲透氣f-3和滲余氣f-4；所述初步濃縮的富氦滲透氣f-3經第二壓縮機K-2升壓后，進入第二預處理單元PR-2，經第二預處理單元PR-2去除液霧及粉塵，并將溫度調節至40～100℃后，進入到第二膜分離單元M-2，其中，富氦滲透氣f-3為優先透過膜分離單元的氣體；所述滲余氣f-4進入到第三膜分離單元M-3入口；

再次，第二膜分離單元M-2將流股f-5分成兩股物流：滲余氣f-6和再次濃縮的富氦滲透氣f-7；再次濃縮的富氦滲透氣f-7一部分作為中等氦氣濃度產品氣去外界，一部分進入到吸附單元PSA進一步提濃生產A級以上氦氣，第二膜分離單元M-2的滲余氣f-6和第一膜分離單元滲余氣f-4混合后進入第三膜分離單元M-3；

最后，混合后的流股f-9經第三膜分離單元M-3分為兩股物流：滲透氣f-10和滲余氣f-11；所述滲透氣f-10返回到第一壓縮機K-1入口循環利用，滲余氣f-11與吸附單元解析氣f-8混合排出界區。

2.根據權利要求1所述的一種產品多元化的氦氣高收率分離提純耦合工藝，其特征在于，所述的膜分離單元為中空纖維膜組件、平板膜組件、管式膜組件或卷式膜組件。

3.根據權利要求2所述的一種產品多元化的氦氣高收率分離提純耦合工藝，其特征在于，所述的中空纖維膜組件、平板膜組件、管式膜組件或卷式膜組件為有機膜、無機膜或有機-無機雜化膜。

4.根據權利要求1或2或3所述的一種產品多元化的氦氣高收率分離提純耦合工藝，其特征在于，所述的預處理單元為分液器、換熱器、精密過濾器和除霧器。