CN214287472U - 一种惰性气体分离处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种惰性气体分离处理装置，包括废气储存罐，所述废气储存罐一侧设有加热干燥器，所述加热干燥器一侧设有初级过滤系统，所述初级过滤系统一侧设有第一缓冲气罐，所述第一缓冲气罐一侧设有低压高温加热器，所述低压高温加热器一侧设有分子筛吸附泵。本实用新型通过设有加热干燥器把废气中水汽除去，设有初级过滤系统把颗粒杂质除去，分子筛吸附泵把废气中惰性气体氩和活性气体除去，钛升华泵将废气中剩余活性气体除去，制冷机把废气中除氦气以外的惰性气体凝结成晶体，然后通过晶体过滤器过滤分离，之后通过分子膜过滤器过滤极少数的杂质气体分子，本装置可以使氦气废气中氦气回收利用，降低生产成本。

Description

一种惰性气体分离处理装置

技术领域

本实用新型涉及废气处理技术领域，具体涉及一种惰性气体分离处理装置。

背景技术

氦气性质无色无味，常温下为气态的惰性气体，是最难液化的不活泼气体，利用氦气的超低沸点-268.9℃，可以用于进行超低温冷却，此外由于氦气的不活泼性质，常用于飞船或广告气球的充入气体，在海洋开发领域的呼吸用混合气体中，以及医疗领域的核磁共振设备的超导电磁体冷却的用途中，氦气都得到广泛应用，但随着各行业的快速发展，氦气广泛应用于浮空器、检漏、电子、化学分析等行业，由于氦气在空气中的含量非常小，仅为5ppm，所以大量的氦气都是从天然气中提取，资源和技术都在少数国家的掌握之中，价格十分昂贵，我国是氦气资源比较贫乏的国家，目前国内绝大部分氦气是从美国进口的液氦气化得到的。

现有技术中，使用的氦气废气大多直接排放，使氦气的利用率较低，造成氦气资源的浪费，从而增加生产过程中氦气的使用量，增加生产成本。

因此，发明一种惰性气体分离处理装置来解决上述问题很有必要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种惰性气体分离处理装置，通过设有加热干燥器对废气进行加热干燥，把废气中水汽除去，设有初级过滤系统对废气进行初次过滤，把颗粒杂质过滤除去，分子筛吸附泵把废气中惰性气体氩和活性气体除去，钛升华泵将废气中剩余活性气体除去，制冷机把废气中除氦气以外的惰性气体凝结成晶体，然后通过晶体过滤器过滤分离，之后通过分子膜过滤器过滤极少数的杂质气体分子，本装置使废气中氦气高效，准确的分离出来，且浓度达到99.999％以上，本装置可以使氦气废气中氦气回收利用，增加氦气的利用率，减少生产过程中氦气的用量，降低生产成本，以解决技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种惰性气体分离处理装置，包括废气储存罐，所述废气储存罐一侧设有加热干燥器，所述加热干燥器一侧设有初级过滤系统，所述初级过滤系统一侧设有第一缓冲气罐，所述第一缓冲气罐一侧设有低压高温加热器，所述低压高温加热器一侧设有分子筛吸附泵，所述分子筛吸附泵一侧设有钛升华泵，所述钛升华泵一侧设有制冷机，所述制冷机一侧设有晶体过滤器，所述晶体过滤器一侧设有分子膜过滤器，所述分子膜过滤器一侧设有第二缓冲气罐，所述第二缓冲气罐一侧设有压缩冷却机，所述压缩冷却机一侧设有气体收集罐。

优选的，所述废气储存罐与加热干燥器之间设有第一流量控制阀，所述第一流量控制阀输入端与废气储存罐相连通，所述第一流量控制阀输出端与加热干燥器相连通。

优选的，所述初级过滤系统由一级过滤器、二级过滤器和三级过滤器组成，所述一级过滤器与加热干燥器相连通。

优选的，所述一级过滤器为沉降室，所述二级过滤器为旋风分离器，所述三级过滤器为静电除尘器。

优选的，所述初级过滤系统与第一缓冲气罐之间设有第一浓度检测仪，所述第二缓冲气罐与压缩冷却机之间依次设有第二浓度检测仪和第四流量控制阀。

优选的，所述第一缓冲气罐与低压高温加热器之间设有第二流量控制阀，所述第二缓冲气罐与低压高温加热器相连通，所述第二缓冲气罐与低压高温加热器之间设有第三流量控制阀。

优选的，所述钛升华泵一侧设有氮气储存罐，所述氮气储存罐与钛升华泵相连通。

优选的，所述的制冷机为膨胀机。

在上述技术方案中，本实用新型提供的技术效果和优点：

1、通过设有加热干燥器对废气进行加热干燥，把废气中水汽除去，设有初级过滤系统对废气进行初次过滤，把颗粒杂质过滤除去，分子筛吸附泵把废气中惰性气体氩和活性气体除去，钛升华泵将废气中剩余活性气体除去，制冷机把废气中除氦气以外的惰性气体凝结成晶体，然后通过晶体过滤器过滤分离，之后通过分子膜过滤器过滤极少数的杂质气体分子，本装置使废气中氦气高效，准确的分离出来，且浓度达到99.999％以上，本装置可以使氦气废气中氦气回收利用，增加氦气的利用率，减少生产过程中氦气的用量，降低生产成本；

2、通过设有加热干燥器对废气进行加热干燥，把废气中水汽除去，设有初级过滤系统对废气进行初次过滤，把颗粒杂质过滤除去，分子筛吸附泵把废气中惰性气体氩和活性气体除去，钛升华泵将废气中剩余活性气体除去，之后直接排放到大气中，本装置可对不含氦气废气进行处理，达到排放标准，有利于保护大自然。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的整体流程示意图。

附图标记说明：

1、废气储存罐；2、第一流量控制阀；3、加热干燥器；4、一级过滤器；5、二级过滤器；6、三级过滤器；7、第一浓度检测仪；8、第一缓冲气罐；9、第二流量控制阀；10、低压高温加热器；11、分子筛吸附泵；12、钛升华泵；13、氮气储存罐；14、制冷机；15、晶体过滤器；16、分子膜过滤器；17、第二缓冲气罐；18、第二浓度检测仪；19、第三流量控制阀；20、第四流量控制阀；21、压缩冷却机；22、气体收集罐。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

本实用新型提供了如图1所示的一种惰性气体分离处理装置，包括废气储存罐1，所述废气储存罐1一侧设有加热干燥器3，所述加热干燥器3一侧设有初级过滤系统，所述初级过滤系统一侧设有第一缓冲气罐8，所述第一缓冲气罐8一侧设有低压高温加热器10，所述低压高温加热器10一侧设有分子筛吸附泵11，所述分子筛吸附泵11一侧设有钛升华泵12，所述钛升华泵12一侧设有制冷机14，所述制冷机14一侧设有晶体过滤器15，所述晶体过滤器15一侧设有分子膜过滤器16，所述分子膜过滤器16一侧设有第二缓冲气罐17，所述第二缓冲气罐17一侧设有压缩冷却机21，所述压缩冷却机21一侧设有气体收集罐22，在使用时，含有氦气的废气被收集储存在废气储存罐1内，由第一流量控制阀2控制废气流到加热干燥器3的流量大小，加热干燥器3对废气进行加热干燥，对水汽进行蒸发，然后经过初级过滤系统进行初次过滤，把颗粒杂质过滤除去，之后废气进入到第一缓冲气罐8内，第二流量控制阀9控制第一缓冲气罐8内气体流出流量大小，然后经过低压高温加热器10对废气进行加热，分子筛吸附泵11把废气中惰性气体氩和活性气体除去，钛升华泵12将废气中剩余活性气体除去，制冷机14把废气中除氦气以外的惰性气体凝结成晶体，然后通过晶体过滤器15过滤分离，之后通过分子膜过滤器16过滤极少数的杂质气体分子，最后到达第二缓冲气罐17内，然后使压缩冷却机21对氦气进行冷却压缩，最后到达气体收集罐22，本装置使废气中氦气高效，准确的分离出来，且浓度达到99.999％以上，本装置可以使氦气废气中氦气回收利用，增加氦气的利用率，减少生产过程中氦气的用量，降低生产成本。

进一步的，在上述技术方案中，所述废气储存罐1与加热干燥器3之间设有第一流量控制阀2，所述第一流量控制阀2输入端与废气储存罐1相连通，所述第一流量控制阀2输出端与加热干燥器3相连通，由第一流量控制阀2控制废气流到加热干燥器3的流量大小。

进一步的，在上述技术方案中，所述初级过滤系统由一级过滤器4、二级过滤器5和三级过滤器6组成，所述一级过滤器4与加热干燥器3相连通，经过初级过滤系统进行初次过滤，把颗粒杂质过滤除去。

进一步的，在上述技术方案中，所述一级过滤器4为沉降室，所述二级过滤器5为旋风分离器，所述三级过滤器6为静电除尘器，沉降室除去废气中较大颗粒，旋风分离器除去废气中10微米以上颗粒，静电除尘器除去废气中较小颗粒杂质。

进一步的，在上述技术方案中，所述初级过滤系统与第一缓冲气罐8之间设有第一浓度检测仪7，所述第二缓冲气罐17与压缩冷却机21之间依次设有第二浓度检测仪18和第四流量控制阀20，然后经过第一浓度检测仪7对废气中氦气浓度进行检测，之后废气进入到第一缓冲气罐8内，经过第二浓度检测仪18对氦气浓度进行检测，若氦气浓度达标则打开第四流量控制阀20，有利于使处理后氦气浓度达标。

进一步的，在上述技术方案中，所述第一缓冲气罐8与低压高温加热器10之间设有第二流量控制阀9，所述第二缓冲气罐17与低压高温加热器10相连通，所述第二缓冲气罐17与低压高温加热器10之间设有第三流量控制阀19，第二流量控制阀9控制第一缓冲气罐8内气体流出流量大小，若氦气浓度不达标，则关闭第二流量控制阀9，打开第三流量控制阀19，使浓度不达标的氦气重新流入到低压高温加热器10内，再次进行除杂，直至第二缓冲气罐17内氦气浓度达标，有利于使处理后氦气浓度达标。

进一步的，在上述技术方案中，所述钛升华泵12一侧设有氮气储存罐13，所述氮气储存罐13与钛升华泵12相连通，在钛升华泵12工作之前通入氮气把钛升华泵12内其他气体除去，保证氦气分离效果。

进一步的，在上述技术方案中，所述的制冷机14为膨胀机，制冷机14把废气中除氦气以外的惰性气体凝结成晶体，然后通过晶体过滤器15过滤分离。

本实用工作原理：

参照说明书附图1，对含有氦气的废气进行分离回收时，在使用时，含有氦气的废气被收集储存在废气储存罐1内，由第一流量控制阀2控制废气流到加热干燥器3的流量大小，加热干燥器3对废气进行加热干燥，对水汽进行蒸发，然后经过初级过滤系统进行初次过滤，把颗粒杂质过滤除去，然后经过第一浓度检测仪7对废气中氦气浓度进行检测，之后废气进入到第一缓冲气罐8内，第二流量控制阀9控制第一缓冲气罐8内气体流出流量大小，然后经过低压高温加热器10对废气进行加热，分子筛吸附泵11把废气中惰性气体氩和活性气体除去，钛升华泵12将废气中剩余活性气体除去，制冷机14把废气中除氦气以外的惰性气体凝结成晶体，然后通过晶体过滤器15过滤分离，之后通过分子膜过滤器16过滤极少数的杂质气体分子，最后到达第二缓冲气罐17内，然后经过第二浓度检测仪18对氦气浓度进行检测，若氦气浓度达标则打开第四流量控制阀20，使压缩冷却机21对氦气进行冷却压缩，最后到达气体收集罐22，若氦气浓度不达标，则关闭第二流量控制阀9，打开第三流量控制阀19，使浓度不达标的氦气重新流入到低压高温加热器10内，再次进行除杂，直至第二缓冲气罐17内氦气浓度达标，最后达标的氦气被储存在气体收集罐22内；

参照说明书附图1，对不含氦气废气进行处理时，在使用时，废气被收集储存在废气储存罐1内，由第一流量控制阀2控制废气流到加热干燥器3的流量大小，加热干燥器3对废气进行加热干燥，对水汽进行蒸发，然后经过初级过滤系统进行初次过滤，把颗粒杂质过滤除去，第一浓度检测仪7检测氦气浓度极少，之后废气进入到第一缓冲气罐8内，第二流量控制阀9控制第一缓冲气罐8内气体流出流量大小，然后经过低压高温加热器10对废气进行加热，分子筛吸附泵11把废气中惰性气体氩和活性气体除去，钛升华泵12将废气中剩余活性气体除去，之后则可直接排到大气中。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (8)

1.一种惰性气体分离处理装置，包括废气储存罐(1)，其特征在于：所述废气储存罐(1)一侧设有加热干燥器(3)，所述加热干燥器(3)一侧设有初级过滤系统，所述初级过滤系统一侧设有第一缓冲气罐(8)，所述第一缓冲气罐(8)一侧设有低压高温加热器(10)，所述低压高温加热器(10)一侧设有分子筛吸附泵(11)，所述分子筛吸附泵(11)一侧设有钛升华泵(12)，所述钛升华泵(12)一侧设有制冷机(14)，所述制冷机(14)一侧设有晶体过滤器(15)，所述晶体过滤器(15)一侧设有分子膜过滤器(16)，所述分子膜过滤器(16)一侧设有第二缓冲气罐(17)，所述第二缓冲气罐(17)一侧设有压缩冷却机(21)，所述压缩冷却机(21)一侧设有气体收集罐(22)。

2.根据权利要求1所述的一种惰性气体分离处理装置，其特征在于：所述废气储存罐(1)与加热干燥器(3)之间设有第一流量控制阀(2)，所述第一流量控制阀(2)输入端与废气储存罐(1)相连通，所述第一流量控制阀(2)输出端与加热干燥器(3)相连通。

3.根据权利要求1所述的一种惰性气体分离处理装置，其特征在于：所述初级过滤系统由一级过滤器(4)、二级过滤器(5)和三级过滤器(6)组成，所述一级过滤器(4)与加热干燥器(3)相连通。

4.根据权利要求3所述的一种惰性气体分离处理装置，其特征在于：所述一级过滤器(4)为沉降室，所述二级过滤器(5)为旋风分离器，所述三级过滤器(6)为静电除尘器。

5.根据权利要求1所述的一种惰性气体分离处理装置，其特征在于：所述初级过滤系统与第一缓冲气罐(8)之间设有第一浓度检测仪(7)，所述第二缓冲气罐(17)与压缩冷却机(21)之间依次设有第二浓度检测仪(18)和第四流量控制阀(20)。

6.根据权利要求1所述的一种惰性气体分离处理装置，其特征在于：所述第一缓冲气罐(8)与低压高温加热器(10)之间设有第二流量控制阀(9)，所述第二缓冲气罐(17)与低压高温加热器(10)相连通，所述第二缓冲气罐(17)与低压高温加热器(10)之间设有第三流量控制阀(19)。

7.根据权利要求1所述的一种惰性气体分离处理装置，其特征在于：所述钛升华泵(12)一侧设有氮气储存罐(13)，所述氮气储存罐(13)与钛升华泵(12)相连通。

8.根据权利要求1所述的一种惰性气体分离处理装置，其特征在于：所述的制冷机(14)为膨胀机。

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