[發明專利]一種制取高純粗氖氦的裝置及其使用方法

在審

• 申請號: 202110821890.2
• 申請日: 2021-07-21
• 公開（公告）號: CN113280575A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 包漢波;何暉;朱程浩;汪晗;韓小磊;李冬峰;李劍鋒;康玉茹;袁士豪;洪夢麗
• 申請（專利權）人: 杭州制氧機集團股份有限公司
• 主分類號: F25J3/02
• 分類號: F25J3/02;F25J3/04;F25J3/08
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳琦;陳繼亮

1.一種制取高純粗氖氦的裝置，其特征在于所述裝置包括原料膜壓機，該原料膜壓機通過閥門與混合器相連；混合器的出口與催化反應系統相連；所述催化反應系統的出口與干燥系統相連，所述干燥系統頂部出口與除氮系統相連。

2.根據權利要求1所述的制取高純粗氖氦的裝置，其特征在于所述催化反應系統包括催化反應器和水冷卻器，其中催化反應器與所述水冷卻器相連，在內部裝填鈀觸媒催化劑。

3.根據權利要求1所述的制取高純粗氖氦的裝置，其特征在于所述干燥系統包括第一氣液分離器和分子篩吸附器，第一氣液分離器與分子篩吸附器相連，所述分子篩吸附器包括吸附器A和吸附器B，兩只可切換使用。

4.根據權利要求1所述的制取高純粗氖氦的裝置，其特征在于所述除氮系統包括換熱器、第二氣液分離器、GM制冷機、GM制冷機冷頭換熱器、第三氣液分離器，其中換熱器依次與第二氣液分離器、GM制冷機冷頭換熱器、第三氣液分離器相連。

5.根據權利要求1所述的制取高純粗氖氦的裝置，其特征在于所述混合器底部設有氧氣進口。

6.根據權利要求3所述的制取高純粗氖氦的裝置，其特征在于所述第一氣液分離器底部設置有冷凝水排放口，與排水系統相連通，第二氣液分離器和第三氣液分離器的底部設有液氮排放口，與液氮排放池相連通，在第三氣液分離器的頂部設置有高純粗氖氦產品出口，與充裝系統相連通。

7.根據權利要求1所述的制取高純粗氖氦的裝置，其特征在于所述的高純粗氖氦裝置可集成在一個撬裝塊，所述撬裝塊可固定安裝也可靈活移動，以便處理不同地點的粗氖氦或將分散的粗氖氦集中處理生產。

8.一種制取高純粗氖氦的裝置的使用方法，其特征在于，包含以下步驟：

加氧除氫：從空分裝置引出的初級粗氖氦氣，經原料膜壓機增壓至1-2MPa后，加入適當過量的氧氣在混合器中充分混合后，進入除氫模塊中的催化反應器，催化反應器中裝有鈀觸媒，在催化劑鈀觸媒的作用以及100℃溫度下，氫氣與氧氣發生反應；

除水干燥：氣體經催化反應后送入水冷卻器WE1進行冷卻，冷卻后的氣體送入第一氣液分離器除去冷凝水，除去冷凝水后的氣體送入切換使用的分子篩MSA或分子篩MSB進行干燥；

除氮：步驟（2）得到的不含氫氣的干燥混合氣，經過換熱器預冷后進入裝有液氮的杜瓦，經液氮冷卻后進入第二氣液分離器進行氣液分離，第二氣液分離器和第三氣液分離器浸泡于常壓液氮中，溫度為80K，混合氣中的大部分氮氣在第二氣液分離器中被液化并經第二氣液分離器底部排出，第二氣液分離器頂部引出的混合氣進入GM制冷機冷頭換熱器進一步冷卻，進行二級除氮，冷卻后的氖氦混合氣進入第三氣液分離器，第三氣液分離器底部液氮被排出，頂部得到高純粗氖氦氣體。