CN105987580A - 一种制冷机为冷源的氖氦稀有气体分离精制工艺方法 - Google Patents

一种制冷机为冷源的氖氦稀有气体分离精制工艺方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105987580A
CN105987580A CN201610080868.6A CN201610080868A CN105987580A CN 105987580 A CN105987580 A CN 105987580A CN 201610080868 A CN201610080868 A CN 201610080868A CN 105987580 A CN105987580 A CN 105987580A
Authority
CN
China
Prior art keywords
neon
helium
gas
oxygen
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610080868.6A
Other languages
English (en)
Inventor
张俊峰
章学华
丁怀况
郭会军
陈耀峰
苏玉磊
何超峰
张海峰
胡锐
武义锋
黄阿娟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vacree Technologies Co Ltd
Original Assignee
Vacree Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vacree Technologies Co Ltd filed Critical Vacree Technologies Co Ltd
Priority to CN201610080868.6A priority Critical patent/CN105987580A/zh
Publication of CN105987580A publication Critical patent/CN105987580A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04642—Recovering noble gases from air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/08—Separating gaseous impurities from gases or gaseous mixtures or from liquefied gases or liquefied gaseous mixtures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/40—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using hybrid system, i.e. combining cryogenic and non-cryogenic separation techniques
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/42—Nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/30—Helium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/32—Neon
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/02—Separating impurities in general from the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
    • F25J2270/904—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration by liquid or gaseous cryogen in an open loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
    • F25J2270/908—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration by regenerative chillers, i.e. oscillating or dynamic systems, e.g. Stirling refrigerator, thermoelectric ("Peltier") or magnetic refrigeration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

本发明公开了一种制冷机为冷源的氖氦稀有气体分离精制工艺方法，包括利用加氧催货原理的除氢干燥模块、利用低温纯化器原理的除氮氧及氦气精制模块和以制冷机为冷源的氖氦分离及氖气精制模块，依次进行除氢干燥、除氮氧、氖氦分离及氖气精制、氦气精制处理。本发明的氖氦分离提纯工艺操作方便、简单，相较于传统的节流方法，其操作压力更低，安全性更高；同时本工艺方法设置了多个回热及余气回收装置，因此回收率高且能耗低，适合于工业大规模生产。

Description

一种制冷机为冷源的氖氦稀有气体分离精制工艺方法
技术领域
本发明涉及空分尾气中的稀有气体分离精制工艺，具体是一种制冷机为冷源的氖氦稀有气体分离精制工艺方法。
背景技术
氖气和氦气在空气中的体积含量仅为1.8×10-7和5.2×10-6。由于氖氦为低沸点气体，其在空分塔中为不凝气体，以气态形式存在于空分塔顶部的冷凝器中，最终以空分尾气的形式被排出。氖氦气体，尤其是氖气的来源主要是从空分尾气中来。
当下，氖气的价格非常昂贵，被称之为“黄金气体”，售价达到15000元/Nm3左右！
到要想获得高纯的氖、氦稀有气体比较难，专业设备的技术门槛很高，西方空分巨头对该气体的分离提纯工艺实行严格的技术封锁。国内的生产厂家只能够提供初级浓缩生产的粗氖氦混合气，没有能力获得高纯的氖气和氦气，所以只能为国外厂家提供初级的浓缩产品。相反西方气体公司则可以用这些粗氖氦混合气精制得到高纯氖氦气体，尤其是氖气，然后再高价返销至国内市场，获取巨额利润。目前国内高纯稀有气体产品一半以上依靠进口，特别是氖气，全球的供应量仅为需求量的40%。
传统的空分尾气精制氖氦的工艺方法主要是提高其压力后的高压节流方法和液氢制冷的方法。液氢作为冷源是将氖氦混合气用液氢降温至27K以下，利用氖氦沸点不同（27.3K、4.2K）使氖液化，达到氖氦分离的目的。此种方法由于要用到液氢这种易燃易爆性介质，因此操作安全性非常差。高压节流方法需要的操作压力比较高，需达到15MPa，此种工艺方法有两个缺点：（1）所需的压缩机要求高、体积庞大且价格昂贵；（2）因为操作压力达到150个大气压，操作安全性差；（3）由于操作压力高，所以温度、流量调节不方便，且温度、流量不稳定。
本发明提出用制冷机作为分离精制工艺的冷源，所以不需要使用液氢冷源，比起液氢作为冷源，本发明的分离温度及提供的冷量更容易控制。同时所需的操作压力只要达到高压节流工艺操作压力的1/8，约2MPa即可，操作压力的降低可使设备体积大幅度缩小，操作安全性更高，温度、流量更稳定。可以说兼具两种工艺方法的优点。
发明内容
针对上述现有技术的不足和缺陷，本发明设计了一种制冷机为冷源的氖氦稀有气体分离精制工艺方法，它解决了现有技术安全性低、操作压力高、设备庞大复杂、温度流量不易控制的问题。
本发明采用的技术方案是：
一种制冷机为冷源的氖氦稀有气体分离精制工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）除氢干燥：从空分装置引出的混合气经增压器PC1增压至2～3MPa后，加足量氧气混合进入除氢干燥模块中的除氢接触炉中，在催化剂钯触媒的作用下，在140～220℃温度下，混合气中的氢气与氧气发生氢氧反应生成水，反应后的气体送入水浴换热器冷却后进入除水器和干燥器进行干燥；
（2）除氮氧：步骤（1）得到的不含氢气的混合气，经过除氮氧及氦气精制模块中的回热器HE1预冷后进入气液分离器GS1中进行气液分离，气液分离器GS1浸泡于减压液氮或常压液氮中冷却，温度为65～80K，混合气中大部分的氮气、氧气在气液分离器GS1中被液化，液氮、液氧以及少量未被液化的混合气从气液分离器GS1底部排入气液分离器GS2中，液氮及液氧从气液分离器GS2中排入恒温器中提供冷量，气液分离器GS2顶部的少量未被液化的混合气经回热器HE1回热后重新进入步骤（1）进行循环；从气液分离器GS1顶部引出的氖氦混合气进入串联的低温吸附器A1～A4中，进行氮氧的低温吸附净化，除去混合气中的氮氧成分，粗氖氦混合气；
（3）氖氦分离及氖气精制：步骤（2）所得到的粗氖氦混合气，经过氖氦分离及氖气精制模块中的回热器HE2预冷后，进入液氮冷却器E内冷却至65～80K，随后进入低温吸附器A12内吸附其中残存的杂质气体，再经二级回热器HE3预冷后，进入由制冷机冷却的分离腔体A13中，氖氦混合气被冷却至25K左右，并在分离腔体A13中进行气液分离，液氖以及少量氦气从分离腔体A13底部流入低温精馏塔C中，利用低温精馏原理，在精馏塔C中进行氖的精制，并在精馏塔C的塔底得到纯液氖，纯液氖复热气化后装瓶待用；氦气以及带有的少量氖气从分离腔体A13上部排出，经二级回热器HE3、回热器HE2冷量利用后，引入除氮氧及氦气精制模块中；
（4）氦气精制：步骤（3）所得到的氦气以及带有的少量氖气进入除氮氧及氦气精制模块中的串联的低温纯化器A5～A11中，低温纯化器A5～A11同样处于液氮温度，吸收氦气中的氖气及其它高沸点杂质，最后得到高纯氦气装瓶待用。
所述的一种制冷机为冷源的氖氦稀有气体分离精制工艺方法，其特征在于，所述除氮氧及氦气精制模块整合、集成了除氮氧功能模块和氦气精制功能模块，并安装在同一个液氮恒温器中，使用同一个回热器HE1，优化了结构，减少了冷量的损耗，节省了能源。
所述的一种制冷机为冷源的氖氦稀有气体分离精制工艺方法，其特征在于，所述氖氦分离及氖气精制模块了氖氦的分凝分离功能模块和氖气精制功能模块，并安装在同一个真空容器内，共同使用回热器HE2和二次回热器HE3，优化了结构，减少了冷量的损耗，节省了能源。
本发明的原理是：
除氢干燥模块是加氧催化的方式，催化剂是钯触媒，在除氢接触炉的钯触媒作用下，氢气和外加的氧气发生反应生成水；氢氧化后生成的水需要去除，通过除水干燥装置，吸收掉混合气中的水蒸气。
除氮氧及氦气精制模块有两个功能。一是干燥后的混合气需要除去氮气及除氢过程中加入的过量氧气，采取的方法是低温纯化法。混合气体通过液氮温度或减压液氮温度下的低温吸附器，氮氧组分被液化和吸收；二是经氖氦分凝分离得到的粗氦进入本模块的低温纯化器中，经过低温吸附后得到高纯氦气。
氖氦分离及氖气精制模块有两个功能。一是可进行氖氦的分凝分离，有小型制冷机提供冷源，利用氖氦的沸点差异（氖27.1K、氦4.2K）初步分离得到粗氦和粗氖。粗氦经除氮氧及氦气精制模块的低温纯化除氖后得到高纯氦充瓶；二是对得到的粗氖进行低温精馏分离。液氖从低温精馏塔顶进入塔后，经过反复的精馏分离，从塔底得到高纯液氖，回热复温后得到高纯氖充瓶。
本发明的优点是：
本发明的氖氦分离提纯工艺操作方便、简单，相较于传统的节流方法，其操作压力更低，安全性更高；同时本工艺方法设置了多个回热及余气回收装置，因此回收率高且能耗低，适合于工业大规模生产。
附图说明
图1为本发明的工艺总体思路流程图。
图2为除氢干燥模块工作流程图。
图3为除氮氧及氦气精制模块工作流程图。
图4为氖氦分离及氖气精制模块工作流程图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行具体阐释。
如图1所示，一种制冷机为冷源的氖氦稀有气体分离精制工艺方法，包括利用加氧催货原理的除氢干燥模块、利用低温纯化器原理的除氮氧及氦气精制模块和以制冷机为冷源的氖氦分离及氖气精制模块。
一种制冷机为冷源的氖氦稀有气体分离精制工艺方法，具体包括以下步骤：
（1）除氢干燥：如图2所示，从空分装置引出的混合气经增压器PC1增压至2～3MPa后，加足量氧气混合进入除氢干燥模块中的除氢接触炉1中，在催化剂钯触媒的作用下，在140～220℃温度下，混合气中的氢气与氧气发生氢氧反应生成水，反应后的气体送入水浴换热器2冷却后进入除水器3和干燥器4进行干燥；
（2）除氮氧：如图3所示，步骤（1）得到的不含氢气的混合气，经过除氮氧及氦气精制模块中的回热器HE1预冷后进入气液分离器GS1中进行气液分离，气液分离器GS1浸泡于减压液氮或常压液氮中冷却，温度为65～80K，混合气中大部分的氮气、氧气在气液分离器GS1中被液化，液氮、液氧以及少量未被液化的混合气从气液分离器GS1底部排入气液分离器GS2中，液氮及液氧从气液分离器GS2中排入恒温器中提供冷量，气液分离器GS2顶部的少量未被液化的混合气经回热器HE1回热后重新进入步骤（1）进行循环；从气液分离器GS1顶部引出的氖氦混合气进入串联的低温吸附器A1～A4中，进行氮氧的低温吸附净化，除去混合气中的氮氧成分，粗氖氦混合气；
（3）氖氦分离及氖气精制：如图4所示，步骤（2）所得到的粗氖氦混合气，经过氖氦分离及氖气精制模块中的回热器HE2预冷后，进入液氮冷却器E内冷却至65～80K，随后进入低温吸附器A12内吸附其中残存的杂质气体，再经二级回热器HE3预冷后，进入由制冷机冷却的分离腔体A13中，氖氦混合气被冷却至25K左右，并在分离腔体A13中进行气液分离，液氖以及少量氦气从分离腔体A13底部流入低温精馏塔C中，利用低温精馏原理，在精馏塔C中进行氖的精制，并在精馏塔C的塔底得到纯液氖，纯液氖复热气化后装瓶待用；氦气以及带有的少量氖气从分离腔体A13上部排出，经二级回热器HE3、回热器HE2冷量利用后，引入除氮氧及氦气精制模块中；
（4）氦气精制：如图3所示，步骤（3）所得到的氦气以及带有的少量氖气进入除氮氧及氦气精制模块中的串联的低温纯化器A5～A11中，低温纯化器A5～A11同样处于液氮温度，吸收氦气中的氖气及其它高沸点杂质，最后得到高纯氦气装瓶待用。
除氮氧及氦气精制模块整合、集成了除氮氧功能模块和氦气精制功能模块，并安装在同一个液氮恒温器中，使用同一个回热器HE1，优化了结构，减少了冷量的损耗，节省了能源。
氖氦分离及氖气精制模块了氖氦的分凝分离功能模块和氖气精制功能模块，并安装在同一个真空容器内，共同使用回热器HE2和二次回热器HE3，优化了结构，减少了冷量的损耗，节省了能源。
按照本发明的工艺方法制造的氖氦分离精制设备，可利用PLC（可编程控制器）加工业控制计算机的方式进行集中的控制，可对工艺流程中的温度、压力、流量、液位、氖氦纯度等所有物理参数进行集中的测量控制。
本发明的氖氦分离提纯工艺操作方便、简单，相较于传统的节流方法，其操作压力更低，安全性更高。同时本工艺方法设置了多个回热及余气回收装置，因此回收率高且能耗低，适合于工业大规模生产。
以上所述是对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不局限于上述的具体实施例。对于本领域而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所做的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (3)

1.一种制冷机为冷源的氖氦稀有气体分离精制工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）除氢干燥：从空分装置引出的混合气经增压器PC1增压至2～3MPa后，加足量氧气混合进入除氢干燥模块中的除氢接触炉中，在催化剂钯触媒的作用下，在140～220℃温度下，混合气中的氢气与氧气发生氢氧反应生成水，反应后的气体送入水浴换热器冷却后进入除水器和干燥器进行干燥；
（2）除氮氧：步骤（1）得到的不含氢气的混合气，经过除氮氧及氦气精制模块中的回热器HE1预冷后进入气液分离器GS1中进行气液分离，气液分离器GS1浸泡于减压液氮或常压液氮中冷却，温度为65～80K，混合气中大部分的氮气、氧气在气液分离器GS1中被液化，液氮、液氧以及少量未被液化的混合气从气液分离器GS1底部排入气液分离器GS2中，液氮及液氧从气液分离器GS2中排入恒温器中提供冷量，气液分离器GS2顶部的少量未被液化的混合气经回热器HE1回热后重新进入步骤（1）进行循环；从气液分离器GS1顶部引出的氖氦混合气进入串联的低温吸附器A1～A4中，进行氮氧的低温吸附净化，除去混合气中的氮氧成分，粗氖氦混合气；
（3）氖氦分离及氖气精制：步骤（2）所得到的粗氖氦混合气，经过氖氦分离及氖气精制模块中的回热器HE2预冷后，进入液氮冷却器E内冷却至65～80K，随后进入低温吸附器A12内吸附其中残存的杂质气体，再经二级回热器HE3预冷后，进入由制冷机冷却的分离腔体A13中，氖氦混合气被冷却至25K左右，并在分离腔体A13中进行气液分离，液氖以及少量氦气从分离腔体A13底部流入低温精馏塔C中，利用低温精馏原理，在精馏塔C中进行氖的精制，并在精馏塔C的塔底得到纯液氖，纯液氖复热气化后装瓶待用；氦气以及带有的少量氖气从分离腔体A13上部排出，经二级回热器HE3、回热器HE2冷量利用后，引入除氮氧及氦气精制模块中；
（4）氦气精制：步骤（3）所得到的氦气以及带有的少量氖气进入除氮氧及氦气精制模块中的串联的低温纯化器A5～A11中，低温纯化器A5～A11同样处于液氮温度，吸收氦气中的氖气及其它高沸点杂质，最后得到高纯氦气装瓶待用。
2.根据权利要求1所述的一种制冷机为冷源的氖氦稀有气体分离精制工艺方法，其特征在于，所述除氮氧及氦气精制模块整合、集成了除氮氧功能模块和氦气精制功能模块，并安装在同一个液氮恒温器中，使用同一个回热器HE1。
3.根据权利要求1所述的一种制冷机为冷源的氖氦稀有气体分离精制工艺方法，其特征在于，所述氖氦分离及氖气精制模块了氖氦的分凝分离功能模块和氖气精制功能模块，并安装在同一个真空容器内，共同使用回热器HE2和二次回热器HE3。
CN201610080868.6A 2016-02-03 2016-02-03 一种制冷机为冷源的氖氦稀有气体分离精制工艺方法 Pending CN105987580A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610080868.6A CN105987580A (zh) 2016-02-03 2016-02-03 一种制冷机为冷源的氖氦稀有气体分离精制工艺方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610080868.6A CN105987580A (zh) 2016-02-03 2016-02-03 一种制冷机为冷源的氖氦稀有气体分离精制工艺方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105987580A true CN105987580A (zh) 2016-10-05

Family

ID=57040839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610080868.6A Pending CN105987580A (zh) 2016-02-03 2016-02-03 一种制冷机为冷源的氖氦稀有气体分离精制工艺方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105987580A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109442868A (zh) * 2018-10-26 2019-03-08 中船重工鹏力（南京）超低温技术有限公司 一种去除氧氮分离提纯氖氦的方法
CN113108550A (zh) * 2021-04-19 2021-07-13 衢州杭氧特种气体有限公司 一种氖气与氦气的分离系统及其分离方法
CN113280575A (zh) * 2021-07-21 2021-08-20 杭州制氧机集团股份有限公司 一种制取高纯粗氖氦的装置及其使用方法
CN114053801A (zh) * 2021-12-09 2022-02-18 安徽中科昊海气体科技有限公司 一种氖气回收系统
CN114829298A (zh) * 2019-12-12 2022-07-29 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 气体提纯方法和装置
CN115318031A (zh) * 2022-07-26 2022-11-11 南方科技大学 一种高纯度氦三气体净化与氢提取装置及方法
CN116592579A (zh) * 2023-03-23 2023-08-15 中国科学院理化技术研究所 一种粗氦气精制提纯系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100221168A1 (en) * 2009-03-02 2010-09-02 Joseph Theodore Bernstein Cryogenic system for neon production
DE102010047544A1 (de) * 2010-10-05 2012-04-05 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum Gewinnen von flüssigem Helium
CN202216490U (zh) * 2011-09-19 2012-05-09 上海启元空分技术发展股份有限公司 一种高纯液氖提取装置
CN102564062A (zh) * 2011-09-19 2012-07-11 上海启元空分技术发展股份有限公司 一种高纯液氖的提取方法
CN202522015U (zh) * 2012-03-28 2012-11-07 上海启元空分技术发展股份有限公司 带有制冷设备的分离提纯氖和氦的装置
CN103423968A (zh) * 2013-08-01 2013-12-04 俄罗斯深冷机械制造股份公司 一种氖氦分离提取系统及工艺

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100221168A1 (en) * 2009-03-02 2010-09-02 Joseph Theodore Bernstein Cryogenic system for neon production
DE102010047544A1 (de) * 2010-10-05 2012-04-05 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum Gewinnen von flüssigem Helium
CN202216490U (zh) * 2011-09-19 2012-05-09 上海启元空分技术发展股份有限公司 一种高纯液氖提取装置
CN102564062A (zh) * 2011-09-19 2012-07-11 上海启元空分技术发展股份有限公司 一种高纯液氖的提取方法
CN202522015U (zh) * 2012-03-28 2012-11-07 上海启元空分技术发展股份有限公司 带有制冷设备的分离提纯氖和氦的装置
CN103423968A (zh) * 2013-08-01 2013-12-04 俄罗斯深冷机械制造股份公司 一种氖氦分离提取系统及工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
毛玲玲，袁士豪，何晖，丁一: "氖氦稀有气体深低温分离的流程研究", 《深冷技术》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109442868A (zh) * 2018-10-26 2019-03-08 中船重工鹏力（南京）超低温技术有限公司 一种去除氧氮分离提纯氖氦的方法
CN114829298A (zh) * 2019-12-12 2022-07-29 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 气体提纯方法和装置
CN113108550A (zh) * 2021-04-19 2021-07-13 衢州杭氧特种气体有限公司 一种氖气与氦气的分离系统及其分离方法
CN113108550B (zh) * 2021-04-19 2022-03-29 衢州杭氧特种气体有限公司 一种氖气与氦气的分离系统及其分离方法
CN113280575A (zh) * 2021-07-21 2021-08-20 杭州制氧机集团股份有限公司 一种制取高纯粗氖氦的装置及其使用方法
CN114053801A (zh) * 2021-12-09 2022-02-18 安徽中科昊海气体科技有限公司 一种氖气回收系统
CN115318031A (zh) * 2022-07-26 2022-11-11 南方科技大学 一种高纯度氦三气体净化与氢提取装置及方法
CN116592579A (zh) * 2023-03-23 2023-08-15 中国科学院理化技术研究所 一种粗氦气精制提纯系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205527756U (zh) 一种制冷机为冷源的氖氦稀有气体分离精制系统
CN105987580A (zh) 一种制冷机为冷源的氖氦稀有气体分离精制工艺方法
CN101723338B (zh) 一种从液氧中提取氪氙的方法
CN102718198B (zh) 冷凝法提纯氦气的方法及其装置
CN107098413B (zh) 一种制备多种浓度低氘水的精馏工艺系统及其实现方法
US20140305162A1 (en) Thermally Integrated Process and Apparatus for Purification and Separation of Components of a Synthesis Gas
CN103058812B (zh) 烯烃分离系统及烯烃分离方法
CN108645118B (zh) 一种提高氩气回收率的装置及方法
CN110207460A (zh) 一种集成高纯氮和氩气的回收装置及其回收方法
CN104913595A (zh) 一种合成氨驰放气提氢联产液化天然气的方法
CN102718199B (zh) 结晶法提纯氦气的方法和装置
CN103073378B (zh) 低温甲醇洗烷烃脱氢组合系统及其与烯烃分离系统的耦合系统
CN108083971B (zh) 一种氯丙烯生产过程中的制冷方法
CN109631495A (zh) 一种集成高纯氮和氩气回收的方法及装置
CN103086827B (zh) 烯烃分离系统及烯烃分离方法
CN202494273U (zh) 使用冷凝法提纯氦气的装置
CN102675248B (zh) 一种环氧乙烷/乙二醇合成循环气脱除二氧化碳的方法
CN103073379B (zh) 烯烃分离装置及烯烃分离方法
CN212842469U (zh) 一种带氩气循环和氢气循环的单塔低温精馏回收氩气系统
CN211716982U (zh) 热泵循环系统及具有其的一氧化碳生产装置
CN211290725U (zh) 一种集成高纯氮和氩气的回收装置
CN111637685A (zh) 一种带氩气循环和氢气循环的单塔低温精馏回收氩气系统及方法
CN208688102U (zh) 一种提高氩气回收率的装置
CN203079879U (zh) 低温甲醇洗烷烃脱氢组合系统及其与烯烃分离系统的耦合系统
CN221155424U (zh) 一种二氧化碳回收提纯装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20161005

RJ01 Rejection of invention patent application after publication