CN216259901U - 一种天然气氦气分离提纯成套装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及氦气提纯技术领域，具体为一种天然气氦气分离提纯成套装置，包括有提纯仓，提纯仓的一侧安装有进气管，进气管连接有预提纯机构，预提纯机构连接有膜分离器。设置有两组预提纯机构，废气流通到冷却内管的内部，废气内部的甲烷和大部分的氮气都会液化，混合物在分离罐中气液分离，液体通过加热器加热回温变为气态从第一废气管和排气管排出，经过两次预提纯的废气通过对接管进入到膜分离器内部，此时废气中除氦气外只含有少量的氮气，膜分离器将废气进行分离提纯，氦气从收集管处收集起来，不需要的废气通过第二废气管注入到排气管内排出，本设备对天然气氦气分离提纯时，更加的方便、高效。

Description

一种天然气氦气分离提纯成套装置

技术领域

本实用新型涉及氦气提纯技术领域，具体为一种天然气氦气分离提纯成套装置。

背景技术

氦气为无色无味的不可燃气体，空气中的含量约为百万分之5.2，其化学性质完全不活泼，通常状态下不与其他元素或化合物反应。氦气被广泛应用于军工、科研、石化、制冷、半导体、医疗、管道检漏和高精度焊接等行业。氦气虽然用途广、使用量大，但是空气中氦气的含量稀薄，工业上从含氦量约为0.5％的天然气中分离、精制得到氦气。此外，氦气在所应用的领域中最终都随工业废气一起排出，造成大量的资源浪费。

在申请号为CN201921996228.5的现有专利中提出一种氦气回收提纯成套设备，该设备通过压缩机压缩脱硫、脱氢的废气，冷却器对压缩气体进行冷却，一级膜分离器对压缩氦气进行初步提取，一号浓度检测仪检测其他气体中的氦气浓度，若氦气含量可以忽略不计，控制系统打开主出口，其他气体排出，若仍然可以提纯，控制系统打开辅助出口，其他气体从辅助出口进入一级膜分离器的进气口继续提纯；一级膜分离器提取的氦气从一号氦气出口进入二级膜分离器分离、提取，此时的其他气体从二号放空出口进入一级膜分离器的进气口继续提纯，二号浓度检测仪检测氦气浓度，若浓度达标，控制系统打开排放阀，氦气进入存储罐，若浓度偏低，控制系统打开回收阀，缓冲罐中的氦气从回收阀进入二级膜分离器的进气口继续提纯，有效回收废气中的氦气。

但是上述设备仍存在不足之处，天然气废气中存在大量的甲烷氮气等杂质，该设备仅使用两级膜分离器进行分离提纯，膜分离器所受的负荷较大，随着生产进行，提纯的效果越来越差，需要经常对设备进行维护、检修、更换，影响了生产效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种天然气氦气分离提纯成套装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种天然气氦气分离提纯成套装置，包括有提纯仓，所述提纯仓的一侧安装有进气管，所述进气管连接有预提纯机构，所述预提纯机构连接有膜分离器，所述膜分离器连接有收集管，所述提纯仓内部安装有排气管。

优选的，所述预提纯机构设置的数量为两组。

优选的，所述预提纯机构包括有冷却罐，冷却罐分为上下两个腔室，上腔室内设置有冷却内管，冷却内管的内部设置有扰流组件，进气管和第一组预提纯机构中的冷却内管相连通，下腔室内部设置有输料泵，输料泵的一端和冷却内管一端相连接，输料泵的另一端连接有分离罐。

优选的，所述分离罐的顶部安装有对接管，第一组预提纯机构中的对接管和第二组预提纯机构中的冷却内管相连通，第二组预提纯机构中的对接管和膜分离器相连接。

优选的，所述分离罐旁边连接有加热器，加热器上连接有第一废气管，第一废气管和排气管相连通，膜分离器内连接有第二废气管，第二废气管和排气管相连通。

优选的，所述扰流组件包括有固定内壳，固定内壳内部转动安装有扰流块，扰流块内开设有数条上下贯通的流通内管，扰流块的顶面设置有立柱，立柱的顶端侧壁上安装有扰流叶片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.经过脱硫脱氢的天然气废气从进气管进入到设备内部，通过设置有两组预提纯机构，废气流通到冷却内管的内部，冷却罐的上腔室内部盛装有液氮，可对废气进行降温，废气内部的甲烷和大部分的氮气都会液化，而氦气的熔沸点更低还保持气态，混合物在分离罐中气液分离，液体通过加热器加热回温变为气态从第一废气管和排气管排出，经过两次预提纯的废气通过对接管进入到膜分离器内部，此时废气中除氦气外只含有少量的氮气，膜分离器将废气进行分离提纯，氦气从收集管处收集起来，不需要的废气通过第二废气管注入到排气管内排出，本设备对天然气氦气分离提纯时，更加的方便、高效；

2.在冷却内管的内部设置有多组扰流组件，在废气进入到冷却内管内部冷却时，废气流过时，扰流叶片受力使得立柱带动扰流块转动，废气通过流通内管时，会自动进行混合搅动，使得冷却内管内部废气不会分层，冷却更加均匀。

附图说明

图1为本实用新型装置结构示意图；

图2为本实用新型中冷却内管局部截面图。

图中：提纯仓1、进气管2、冷却罐3、冷却内管4、固定内壳401、扰流块402、流通内管403、立柱404、扰流叶片405、输料泵5、分离罐6、对接管7、加热器8、第一废气管9、排气管10、膜分离器11、收集管12、第二废气管13。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图2，本实用新型提供一种技术方案：一种天然气氦气分离提纯成套装置，包括有提纯仓1，提纯仓1的一侧安装有进气管2，进气管2连接有预提纯机构，预提纯机构设置的数量为两组，预提纯机构包括有冷却罐3，冷却罐3分为上下两个腔室，上腔室内设置有冷却内管4，冷却内管4的内部设置有扰流组件，扰流组件包括有固定内壳401，固定内壳401内部转动安装有扰流块402，扰流块402的侧壁上开设有两道环形凹槽，环形凹槽内设置有多个滚珠，固定内壳401的内壁上开设有两组限位槽，滚珠在限位槽内滚动，扰流块402内开设有数条上下贯通的流通内管403，扰流块402的顶面设置有立柱404，立柱404的顶端侧壁上安装有扰流叶片405。

预提纯机构连接有膜分离器11，膜分离器11连接有收集管12，提纯仓1内部安装有排气管10，进气管2和第一组预提纯机构中的冷却内管4相连通，下腔室内部设置有输料泵5，输料泵5的一端和冷却内管4一端相连接，输料泵5的另一端连接有分离罐6。分离罐6的顶部安装有对接管7，第一组预提纯机构中的对接管7和第二组预提纯机构中的冷却内管4相连通，第二组预提纯机构中的对接管7和膜分离器11相连接。分离罐6旁边连接有加热器8，加热器8上连接有第一废气管9，第一废气管9和排气管10相连通，膜分离器11内连接有第二废气管13，第二废气管13和排气管10相连通。

工作原理：经过脱硫脱氢的天然气废气从进气管2进入到设备内部，通过设置有两组预提纯机构，废气流通到第一组预提纯机构的冷却内管4的内部，冷却罐3的上腔室内部盛装有液氮，可对废气进行降温，废气内部的甲烷和大部分的氮气都会液化，而氦气的熔沸点更低还保持气态，混合物在分离罐6中气液分离，液体通过加热器8加热回温变为气态从第一废气管9和排气管10排出，然后气态物从第一组预提纯机构中的对接管7进入到第二组预提纯机构中的冷却内管4内，再进行上述过程，经过两次预提纯的废气通过对接管7进入到膜分离器11内部，此时废气中除氦气外只含有少量的氮气，膜分离器11将废气进行分离提纯，氦气从收集管12处收集起来，不需要的废气通过第二废气管13注入到排气管10内排出，本设备对天然气氦气分离提纯时，更加的方便、高效；在冷却内管4的内部设置有多组扰流组件，在废气进入到冷却内管4内部冷却时，废气流过时，扰流叶片405受力使得立柱404带动扰流块402转动，废气通过流通内管403时，会自动进行混合搅动，使得冷却内管4内部废气不会分层，冷却更加均匀。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种天然气氦气分离提纯成套装置，包括有提纯仓(1)，其特征在于：所述提纯仓(1)的一侧安装有进气管(2)，所述进气管(2)连接有预提纯机构，所述预提纯机构连接有膜分离器(11)，所述膜分离器(11)连接有收集管(12)，所述提纯仓(1)内部安装有排气管(10)。

2.根据权利要求1所述的一种天然气氦气分离提纯成套装置，其特征在于：所述预提纯机构设置的数量为两组。

3.根据权利要求1所述的一种天然气氦气分离提纯成套装置，其特征在于：所述预提纯机构包括有冷却罐(3)，冷却罐(3)分为上下两个腔室，上腔室内设置有冷却内管(4)，冷却内管(4)的内部设置有扰流组件，进气管(2)和第一组预提纯机构中的冷却内管(4)相连通，下腔室内部设置有输料泵(5)，输料泵(5)的一端和冷却内管(4)一端相连接，输料泵(5)的另一端连接有分离罐(6)。

4.根据权利要求3所述的一种天然气氦气分离提纯成套装置，其特征在于：所述分离罐(6)的顶部安装有对接管(7)，第一组预提纯机构中的对接管(7)和第二组预提纯机构中的冷却内管(4)相连通，第二组预提纯机构中的对接管(7)和膜分离器(11)相连接。

5.根据权利要求3所述的一种天然气氦气分离提纯成套装置，其特征在于：所述分离罐(6)旁边连接有加热器(8)，加热器(8)上连接有第一废气管(9)，第一废气管(9)和排气管(10)相连通，膜分离器(11)内连接有第二废气管(13)，第二废气管(13)和排气管(10)相连通。

6.根据权利要求3所述的一种天然气氦气分离提纯成套装置，其特征在于：所述扰流组件包括有固定内壳(401)，固定内壳(401)内部转动安装有扰流块(402)，扰流块(402)内开设有数条上下贯通的流通内管(403)，扰流块(402)的顶面设置有立柱(404)，立柱(404)的顶端侧壁上安装有扰流叶片(405)。

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