RU88782U1 - INSTALLATION OF CLEANING OF HELIUM CONCENTRATE FROM IMPURITIES - Google Patents

INSTALLATION OF CLEANING OF HELIUM CONCENTRATE FROM IMPURITIES Download PDF

Info

Publication number
RU88782U1
RU88782U1 RU2009101617/22U RU2009101617U RU88782U1 RU 88782 U1 RU88782 U1 RU 88782U1 RU 2009101617/22 U RU2009101617/22 U RU 2009101617/22U RU 2009101617 U RU2009101617 U RU 2009101617U RU 88782 U1 RU88782 U1 RU 88782U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
helium
concentrate
heat exchanger
purification
cleaning
Prior art date
Application number
RU2009101617/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Иванович Иванов
Кирилл Геннадьевич Селезнев
Сергей Зиновьевич Алексеев
Андрей Андреевич Биенко
Василий Иванович Столыпин
Дмитрий Вячеславович Пантелеев
Сергей Александрович Молчанов
Алексей Александрович Брюхов
Виктор Анатольевич Егоров
Рустам Рашитович Хабибуллин
Александр Дмитриевич Шахов
Вадим Николаевич Удут
Григорий Соломонович Шубин
Григорий Хаимович Степ
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Оренбург" (ООО "Газпром добыча Оренбург")
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 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Оренбург" (ООО "Газпром добыча Оренбург") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Оренбург" (ООО "Газпром добыча Оренбург")
Priority to RU2009101617/22U priority Critical patent/RU88782U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU88782U1 publication Critical patent/RU88782U1/en

Links

Abstract

Установка очистки гелиевого концентрата от примесей, содержащая последовательно соединенные блок очистки гелиевого концентрата от водорода и метана, включающий узел подготовки кислородсодержащей смеси с линией подачи ее в гелиевый концентрат, рекуперативный теплообменник, подогреватель, каталитический реактор, фильтр, воздушный и водяной холодильники, влагоотделитель, блок компримирования и комплексной очистки гелиевого концентрата, включающий компрессор, масловлагоотделитель, фильтр, рекуперативные теплообменники и осушитель, блок очистки гелиевого концентрата от азота, включающий конденсаторы, теплообменник, угольный адсорбер для очистки от азота, блок очистки гелиевого концентрата от неона с линией отвода очищенного гелия, включающий криогенный теплообменник, угольный адсорбер для очистки от неона, отличающаяся тем, что линия отвода очищенного гелия из блока очистки гелиевого концентрата от неона соединена с линией отвода части очищенного гелия, снабженной турбодетандером с линией отвода очищенного гелия низкого давления, соединенной последовательно с криогенным теплообменником и рекуперативными теплообменниками блока компримирования и комплексной очистки гелиевого концентрата.Installation for cleaning helium concentrate from impurities, containing a series-connected unit for cleaning helium concentrate from hydrogen and methane, including a unit for preparing an oxygen-containing mixture with a line for supplying it to helium concentrate, a regenerative heat exchanger, a heater, a catalytic reactor, a filter, air and water coolers, a water separator, and a block compression and complex cleaning of helium concentrate, including compressor, oil and water separator, filter, recuperative heat exchangers and dehumidifier, b ok purification of helium concentrate from nitrogen, including condensers, a heat exchanger, a carbon adsorber for purification from nitrogen, a unit for purifying helium concentrate from neon with a clean helium removal line, including a cryogenic heat exchanger, a carbon adsorber for cleaning neon, characterized in that the clean helium removal line from a neon helium concentrate purification unit, it is connected to a drain line of a portion of purified helium equipped with a turboexpander with a drain line of purified low-pressure helium connected in series with ogen heat exchanger and a recuperative heat exchanger unit compressing and complex purification helium concentrate.

Description

Полезная модель относится к установкам очистки гелиевого концентрата от примесей (водорода, метана, диоксида углерода, воды, азота и неона) и может быть использована на газоперерабатывающих предприятиях.The utility model relates to installations for the purification of helium concentrate from impurities (hydrogen, methane, carbon dioxide, water, nitrogen, and neon) and can be used at gas processing plants.

Известна установка для очистки гелийсодержащих смесей от примесей, содержащая витой противоточный теплообменник, размещенный на наружной обечайке сосуда Дьюара, внутренняя полость которого является ванной жидкого азота, в которой расположен конденсатор, навитый на обечайку адсорбера, в нижней части которого расположен сборник конденсата с сепаратором. Адсорбер подвешен на тяге, прикрепленной к крышке, установленной на фланце, на которой закреплен дроссельный вентиль и через которую проходят трубопроводы. Снаружи теплообменник закрыт теплоизоляцией с кожухом [патент РФ №2009412, МПК 5 F25J 1/02, опубл. 15.03.1994].A known installation for cleaning helium-containing mixtures of impurities, containing a twisted counterflow heat exchanger located on the outer shell of the Dewar vessel, the inner cavity of which is a liquid nitrogen bath, in which there is a condenser wound on the shell of the adsorber, in the lower part of which there is a condensate collector with a separator. The adsorber is suspended on a rod attached to a cover mounted on a flange on which a throttle valve is fixed and through which pipelines pass. Outside, the heat exchanger is closed by thermal insulation with a casing [RF patent No. 2009412, IPC 5 F25J 1/02, publ. March 15, 1994].

Недостатком этой установки является большое количество примеси, остающейся в газовой фазе после отделения жидкой фракции, что при дальнейшей очистке требует адсорберов значительных размеров, и кроме того, этот способ нельзя использовать для очистки от низкокипящих примесей (водорода).The disadvantage of this installation is the large amount of impurity remaining in the gas phase after separation of the liquid fraction, which requires considerable size adsorbers for further purification, and in addition, this method cannot be used to clean low-boiling impurities (hydrogen).

Наиболее близкой к заявляемой по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является установка очистки гелиевого концентрата от примесей [В.В.Николаев и др. Основные процессы физической и физико-химической переработки газа., Москва, «Недра», 1998, с.167-173]. Установка содержит блок очистки гелиевого концентрата от водорода и метана, включающий узел подготовки кислородсодержащей смеси (воздуха) с линией подачи ее в гелиевый концентрат, рекуперативный теплообменник, подогреватель, каталитический реактор, фильтр, воздушный и водяной холодильники, влагоотделитель, блок компримирования и комплексной очистки гелиевого концентрата, включающий адсорбер предварительной осушки гелиевого концентрата, компрессор, масловлагоотделитель, фильтр, осушитель и рекуперативные теплообменники, блок очистки гелиевого концентрата от азота, включающий конденсаторы, адсорбер для очистки от азота, блок очистки гелиевого концентрата неона с линией отвода очищенного гелия, включающий криогенный теплообменник, адсорбер для очистки от неона.The closest to the claimed combination of essential features and the achieved result is the installation of purification of helium concentrate from impurities [V.V.Nikolaev and others. The main processes of physical and physico-chemical gas processing., Moscow, "Nedra", 1998, p.167- 173]. The installation comprises a unit for cleaning helium concentrate from hydrogen and methane, including a unit for preparing an oxygen-containing mixture (air) with a line for supplying it to a helium concentrate, a regenerative heat exchanger, a heater, a catalytic reactor, a filter, air and water coolers, a water separator, a compression and complex helium purification unit concentrate, including helium concentrate pre-drying adsorber, compressor, oil and water separator, filter, desiccant and recuperative heat exchangers, purification unit helium and nitrogen concentrate comprising capacitors adsorber for removal of nitrogen purification unit helium neon concentrate with purified helium discharge line comprising a cryogenic heat exchanger, adsorber for removal of neon.

Поток гелиевого концентрата среднего давления поступает на установку в блок очистки гелиевого концентрата от водорода и метана для окисления их кислородом воздуха. Сначала поток гелиевого концентрата среднего давления поступает в смеситель (участок трубопровода), в котором происходит смешение с воздухом, поступающим по линии, соединенной с узлом подготовки кислородсодержащей смеси. Далее полученная смесь нагревается в рекуперативном теплообменнике, подогревателе и подается в каталитический реактор. В реакторе осуществляется непрерывный процесс каталитического окисления водорода и метана кислородом воздуха на алюмоплатиновом катализаторе. Очищенный от водорода и метана гелиевый концентрат среднего давления, пройдя фильтр очистки от пыли, направляется на охлаждение сначала в рекуперативный теплообменник, затем в воздушный и водяной холодильники. Охлажденный поток гелиевого концентрата среднего давления подается во влагоотделитель, в котором происходит отделение капельной жидкости за счет изменения скорости потока. После влагоотделителя гелиевый концентрат подается в осушитель. В нем обеспечивается понижение точки росы потока по влаге и одновременно очистка от двуокиси углерода путем адсорбции на цеолитах. Осушенный гелиевый концентрат среднего давления поступает на всас компрессора для дополнительного сжатия и подается в масловлагоотделитель, служащий для улавливания масла. Гелиевый концентрат высокого давления поступает в фильтр, обеспечивающий тонкую его очистку от масла путем адсорбции на силикагеле. Далее поток гелиевого концентрата высокого давления направляется в осушитель, где осуществляется его доочистка и доосушка на цеолитах. Очищенный и осушенный гелиевый концентрат подается на охлаждение в трубное пространство рекуперативных теплообменников и направляется в блок очистки гелиевого концентрата от азота для окончательной очистки очистки гелиевого концентрата от примесей азота, кислорода, аргона. После теплообменников гелий высокого давления, проходя последовательно установленные конденсаторы и отделитель жидкого азота, охлаждается и из него конденсируется основной жидкий азот за счет использования холода жидкого азота холодильного цикла, кипящего в рубашках конденсаторов. Далее гелий высокого давления направляется в угольный адсорбер для очистки от остатков азота и микропримесей. На входе и выходе адсорбера поток гелия высокого давления проходит фильтры. Используя жидкий азот, кипящий в рубашке адсорбера при температуре минус 194°С, обеспечивается отвод тепла адсорбции, что создает условия, близкие к изотермическим. Очищенный от остатков азота гелиевый концентрат, предварительно охлажденный в криогенном теплообменнике за счет холода жидкого азота, подается в угольный адсорбер блока очистки гелиевого концентрата от неона. Угольный адсорбер для очистки гелиевого концентрата от неона аналогичен адсорберу очистки гелиевого концентрата от азота. Очищенный гелий выводится с установки в виде товарной продукции.The medium pressure helium concentrate stream enters the unit in a unit for cleaning helium concentrate from hydrogen and methane to oxidize them with atmospheric oxygen. First, the medium-pressure helium concentrate stream enters the mixer (pipe section), in which it is mixed with air supplied through a line connected to an oxygen-containing mixture preparation unit. Next, the resulting mixture is heated in a recuperative heat exchanger, heater and fed into the catalytic reactor. The reactor carries out a continuous process of catalytic oxidation of hydrogen and methane by atmospheric oxygen on an alumina-platinum catalyst. Purified from hydrogen and methane, a medium pressure helium concentrate, having passed the dust removal filter, is sent for cooling first to a regenerative heat exchanger, then to air and water coolers. The cooled stream of medium pressure helium concentrate is fed to a moisture separator, in which droplet liquid is separated by changing the flow rate. After the dehumidifier, the helium concentrate is fed to the dehumidifier. It provides a decrease in the dew point of the moisture stream and at the same time purification from carbon dioxide by adsorption on zeolites. The dried medium pressure helium concentrate is fed to the compressor inlet for additional compression and fed to an oil and water separator, which is used to trap oil. The high pressure helium concentrate enters the filter, providing for its fine cleaning from oil by adsorption on silica gel. Next, the flow of high pressure helium concentrate is sent to a dehumidifier, where it is refined and re-dried on zeolites. The cleaned and drained helium concentrate is fed to the pipe space of the recuperative heat exchangers for cooling and sent to the nitrogen concentrate for purification of the helium concentrate for the final purification of the purification of helium concentrate from impurities of nitrogen, oxygen, argon. After heat exchangers, high-pressure helium, passing through successively installed condensers and a liquid nitrogen separator, is cooled and the main liquid nitrogen is condensed from it through the use of cold liquid nitrogen refrigeration of the refrigeration cycle boiling in condenser shirts. Next, high-pressure helium is sent to a coal adsorber for purification from nitrogen residues and trace elements. At the inlet and outlet of the adsorber, a stream of high pressure helium passes through the filters. Using liquid nitrogen boiling in an adsorber jacket at a temperature of minus 194 ° С, heat of adsorption is removed, which creates conditions that are close to isothermal. Helium concentrate purified from nitrogen residues, previously cooled in a cryogenic heat exchanger due to the cold of liquid nitrogen, is fed to the carbon adsorber of the neon helium concentrate purification unit. The carbon adsorber for cleaning helium concentrate from neon is similar to the adsorber for cleaning helium concentrate from nitrogen. Purified helium is removed from the installation in the form of marketable products.

Недостатком известной установки являются высокие энергетические затраты, связанные с неоправданно высокими расходами жидкого азота в угольном адсорбере для очистки от неона. Неоправданно высокие расходы жидкого азота в угольном адсорбере для очистки от неона обусловлены тем, что динамическая активность угля по неону при температурах, близких к кипению азота, на порядки ниже, чем активность по азоту. Это приводит к снижению длительности стадии адсорбции до 8-12 часов и значительному увеличению количества адсорберов для очистки от неона (существующие установки тонкой очистки гелиевого концентрата на гелиевом заводе содержат четыре адсорбера С-6).A disadvantage of the known installation is the high energy costs associated with the unreasonably high consumption of liquid nitrogen in a coal adsorber for cleaning from neon. The unreasonably high costs of liquid nitrogen in a coal adsorber for purification from neon are due to the fact that the dynamic activity of coal in neon at temperatures close to boiling nitrogen is orders of magnitude lower than the activity for nitrogen. This leads to a decrease in the length of the adsorption stage to 8-12 hours and a significant increase in the number of adsorbers for cleaning from neon (existing fine purification plants for helium concentrate in a helium plant contain four C-6 adsorbers).

Задачей заявляемой полезной модели является снижение эксплуатационных затрат установки за счет снижения материалоемкости установки и удельных энергозатрат.The objective of the claimed utility model is to reduce the operating costs of the installation by reducing the material consumption of the installation and specific energy consumption.

Поставленная задача решается установкой очистки гелиевого концентрата от примесей, содержащей последовательно соединенные блок очистки гелиевого концентрата от водорода и метана, включающий узел подготовки кислородсодержащей смеси с линией подачи ее в гелиевый концентрат, рекуперативный теплообменник, подогреватель, каталитический реактор, фильтр, воздушный и водяной холодильники, влагоотделитель, блок компримирования и комплексной очистки гелиевого концентрата, включающий компрессор, масловлагоотделитель, фильтр, рекуперативные теплообменники и осушитель, блок очистки гелиевого концентрата от азота, включающий конденсаторы, теплообменник, угольный адсорбер для очистки от азота, блок очистки гелиевого концентрата от неона с линией отвода очищенного гелия, включающий криогенный теплообменник, угольный адсорбер очистки от неона, в которой линия отвода очищенного гелия из блока очистки гелиевого концентрата от неона соединена с линией отвода части очищенного гелия, снабженной турбодетандером с линией отвода очищенного гелия низкого давления, соединенной последовательно с криогенным теплообменником и рекуперативными теплообменниками блока компримирования и комплексной очистки гелиевого концентрата.The problem is solved by the installation of a helium concentrate purification from impurities, containing a series-connected unit for purifying helium concentrate from hydrogen and methane, including an oxygen-containing mixture preparation unit with a feed line to the helium concentrate, a regenerative heat exchanger, a heater, a catalytic reactor, a filter, air and water coolers, dehumidifier, compression and complex cleaning unit for helium concentrate, including compressor, oil and water separator, filter, recuperative heat exchangers and a desiccant, a nitrogen concentrate for cleaning helium concentrate, including condensers, a heat exchanger, a carbon adsorber for nitrogen purification, a neon purification block for helium concentrate with a purified helium exhaust line, including a cryogenic heat exchanger, a carbon neon purifier for adsorbing cleaned helium helium from the neon helium concentrate purification unit is connected to a drain line of a portion of purified helium equipped with a turboexpander with a drain line of purified low-pressure helium connected after ovatelno cryogenic heat exchanger and a recuperative heat exchanger unit compressing and complex purification helium concentrate.

Технический результат от наличия дополнительной линии отвода части очищенного гелия, снабженной турбодетандером, позволяет получить очищенный гелий низкого давления с температурой 25-30°К (значительно ниже, чем температура адсорбции азота). Это способствует повышению адсорбционной способности активированного угля по неону и продлению срока его службы (увеличению длительности стадии адсорбции неона). При этом уменьшаются эксплуатационные затраты за счет сокращения энергоресурсов и энергии, необходимой для регенерации адсорбента, потребления жидкого азота, снижения расхода применяемых для очистки сорбентов.The technical result of the presence of an additional drainage line for a portion of purified helium equipped with a turboexpander allows obtaining purified low-pressure helium with a temperature of 25-30 ° K (significantly lower than the temperature of nitrogen adsorption). This helps to increase the adsorption capacity of activated carbon for neon and to extend its service life (increase the duration of the stage of neon adsorption). At the same time, operating costs are reduced due to the reduction of energy resources and the energy necessary for the regeneration of the adsorbent, the consumption of liquid nitrogen, and the reduction in the consumption of sorbents used for cleaning.

На фиг.1 представлена схема установки очистки гелиевого концентрата от примесей.Figure 1 presents the installation diagram of the purification of helium concentrate from impurities.

Установка очистки гелиевого концентрата от примесей содержит:Installation for cleaning helium concentrate from impurities contains:

- блок очистки гелиевого концентрата от водорода и метана, включающий линию подачи гелиевого концентрата среднего давления 1, узел подготовки кислородсодержащей смеси 2 с линией 3 подачи ее в гелиевый концентрат, рекуперативный теплообменник 4, подогреватель 5, каталитический реактор 6, фильтр 7, воздушный 8 и водяной 9 холодильники, влагоотделитель 10;- a unit for cleaning helium concentrate from hydrogen and methane, including a medium pressure helium concentrate supply line 1, an oxygen-containing mixture preparation unit 2 with a supply line 3 to a helium concentrate, a regenerative heat exchanger 4, heater 5, catalytic reactor 6, filter 7, air 8 and water cooler 9, dehumidifier 10;

- блок компримирования и осушки гелиевого концентрата, включающий, компрессор 11, масловлагоотделитель 12, фильтр-осушитель 13, рекуперативные теплообменники 14-17, сепаратор 18, осушитель 19, фильтр 20;- a compression and drying unit for helium concentrate, including a compressor 11, an oil and water separator 12, a filter dryer 13, recuperative heat exchangers 14-17, a separator 18, a dryer 19, a filter 20;

- блок очистки гелиевого концентрата от азота, включающий конденсаторы 21-22, теплообменник 23, адсорбер 24 для очистки от азота;- a unit for purifying helium concentrate from nitrogen, including capacitors 21-22, a heat exchanger 23, an adsorber 24 for purification from nitrogen;

- блок очистки гелиевого концентрата от неона, включающий криогенный теплообменник 25, адсорбер для очистки от неона 26, линия отвода очищенного гелия 27, линия отвода части очищенного гелия на расширение 28, турбодетандер 29.- a block for cleaning helium concentrate from neon, including a cryogenic heat exchanger 25, an adsorber for cleaning from neon 26, a line for removing purified helium 27, a line for removing part of the purified helium to expansion 28, a turbine expander 29.

Поток гелиевого концентрата среднего давления по линии 1 поступает на установку в блок очистки от водорода и метана для окисления их кислородом. Сначала поток гелиевого концентрата среднего давления поступает в смеситель (участок трубопровода), в котором происходит его смешение с гелиево-кислородной смесью, поступающей по линии ее подачи 3, соединенной с узлом подготовки кислородсодержащей смеси 2. Далее полученная смесь нагревается последовательно в рекуперативном теплообменнике 4, подогревателе 5 и подается в каталитический реактор 6. В реакторе осуществляется непрерывный процесс каталитического окисления водорода и метана кислородом на алюмоплатиновом катализаторе. Очищенный от водорода и метана гелиевый концентрат, пройдя фильтр очистки от пыли 7, направляется на рекуперацию тепла в теплообменник 4 и далее на дальнейшее охлаждение сначала в воздушный 8, затем в водяной 9 холодильники. Охлажденный поток гелиевого концентрата подается во влагоотделитель 10, в котором происходит отделение капельной жидкости за счет изменения скорости потока. Далее гелиевый концентрат среднего давления поступает на всас компрессора 11 для дополнительного сжатия и подается в масловлагоотделитель 12 для улавливания масла, унесенного потоком после компрессора. Гелиевый концентрат высокого давления поступает в фильтр-осушитель 13, обеспечивающий тонкую очистку от масла путем адсорбции на силикагеле. После фильтра-осушителя 13 часть гелиевого концентрата отбирается и подается в узел подготовки кислородсодержащей смеси 2 для образования гелиево-кислородной смеси, а основной поток гелиевого концентрата высокого давления направляется на охлаждение последовательно в рекуперативные теплообменники 14-15, в которых гелиевый концентрат частично конденсируется для последующего отделения влаги в сепараторе 18. После сепаратора гелиевый концентрат направляется в осушитель 19 для осуществления окончательной очистки гелиевого концентрата от паров воды и возможных примесей двуокиси углерода, которые могли образоваться в реакторе. После осушителя 19 гелиевый концентрат высокого давления двумя параллельными потоками направляется на охлаждение в теплообменники 16-17 и объединенный поток отводится на дальнейшую тонкую очистку от азота и неона. Гелиевый концентрат высокого давления подается в последовательно установленные конденсаторы 21-22 на охлаждение и частичную конденсацию за счет использования холода жидкого азота холодильного цикла, кипящего в рубашках конденсаторов. В результате охлаждения из гелиевого концентрата высокого давления конденсируется основное количество азота. Гелиевый концентрат высокого давления поступает в теплообменник 23, после чего направляется в угольный адсорбер 24 для окончательной очистки гелиевого концентрата от примесей азота, кислорода, аргона. Далее очищенный от примесей азота гелиевый концентрат высокого давления поступает через криогенный теплообменник 25 в угольный адсорбер 26 для очистки от неона. Основной поток очищенного гелия высокого давления после адсорбера 26 по линии 27 выводится с установки в виде товарной продукции, а часть его по линии 28 после расширения в турбодетандере 29 с понижением температуры до 25-30°К также, как и очищенный гелий высокого давления, обратным потоком выводится с установки, проходя последовательно криогенный теплообменник 25, рекуперативные теплообменники 17 и 14.The medium pressure helium concentrate stream through line 1 enters the unit in a hydrogen and methane purification unit for oxidizing them with oxygen. First, the medium-pressure helium concentrate stream enters the mixer (pipeline section), in which it is mixed with the helium-oxygen mixture supplied via its supply line 3, connected to the preparation unit of the oxygen-containing mixture 2. Next, the resulting mixture is heated sequentially in a regenerative heat exchanger 4, heater 5 and fed to the catalytic reactor 6. In the reactor, a continuous process of catalytic oxidation of hydrogen and methane by oxygen is carried out on an alumina-platinum catalyst. Helium concentrate purified from hydrogen and methane, having passed the dust removal filter 7, is sent for heat recovery to the heat exchanger 4 and then for further cooling, first to air 8, then to water 9 refrigerators. The cooled stream of helium concentrate is fed into the moisture separator 10, in which the dropping liquid is separated by changing the flow rate. Next, the medium-pressure helium concentrate enters the compressor inlet 11 for additional compression and is supplied to the oil and water separator 12 to trap the oil carried away by the stream after the compressor. The high-pressure helium concentrate enters the filter drier 13, which provides fine oil purification by adsorption on silica gel. After the filter drier 13, a part of the helium concentrate is taken and fed to the preparation unit of the oxygen-containing mixture 2 to form the helium-oxygen mixture, and the main stream of the high pressure helium concentrate is sent for cooling sequentially to recuperative heat exchangers 14-15, in which the helium concentrate is partially condensed for subsequent moisture separation in the separator 18. After the separator, the helium concentrate is sent to the dryer 19 for the final cleaning of the helium concentrate from p water moat and possible carbon dioxide impurities which may have formed in the reactor. After the dryer 19, the high pressure helium concentrate is sent in two parallel streams for cooling to the heat exchangers 16-17 and the combined stream is diverted for further fine purification of nitrogen and neon. High pressure helium concentrate is supplied to series-installed capacitors 21-22 for cooling and partial condensation due to the use of cold liquid nitrogen refrigeration of the refrigeration cycle boiling in condenser shirts. As a result of cooling, the main amount of nitrogen is condensed from the high pressure helium concentrate. The high pressure helium concentrate enters the heat exchanger 23, after which it is sent to the coal adsorber 24 for the final purification of the helium concentrate from impurities of nitrogen, oxygen, argon. Then, a high-pressure helium concentrate purified from nitrogen impurities enters through a cryogenic heat exchanger 25 into a coal adsorber 26 for purification from neon. The main stream of purified high-pressure helium after adsorber 26 through line 27 is withdrawn from the installation in the form of commercial products, and part of it through line 28 after expansion in turbo-expander 29 with a decrease in temperature to 25-30 ° K, as well as purified high-pressure helium, is the reverse the stream is removed from the installation, passing sequentially cryogenic heat exchanger 25, recuperative heat exchangers 17 and 14.

Таким образом, использование полезной модели позволяет снизить эксплуатационные затраты установки за счет снижения затрат энергии на получение холода с использованием жидкого азота, а также снизить материалоемкость установки за счет снижения расхода сорбентов (активированного угля в 1,75 раза) и уменьшения габаритов применяемых аппаратов.Thus, the use of the utility model allows to reduce the operational costs of the installation by reducing the energy costs of producing cold using liquid nitrogen, as well as to reduce the material consumption of the installation by reducing the consumption of sorbents (activated carbon by 1.75 times) and reducing the dimensions of the apparatus used.

Claims (1)

Установка очистки гелиевого концентрата от примесей, содержащая последовательно соединенные блок очистки гелиевого концентрата от водорода и метана, включающий узел подготовки кислородсодержащей смеси с линией подачи ее в гелиевый концентрат, рекуперативный теплообменник, подогреватель, каталитический реактор, фильтр, воздушный и водяной холодильники, влагоотделитель, блок компримирования и комплексной очистки гелиевого концентрата, включающий компрессор, масловлагоотделитель, фильтр, рекуперативные теплообменники и осушитель, блок очистки гелиевого концентрата от азота, включающий конденсаторы, теплообменник, угольный адсорбер для очистки от азота, блок очистки гелиевого концентрата от неона с линией отвода очищенного гелия, включающий криогенный теплообменник, угольный адсорбер для очистки от неона, отличающаяся тем, что линия отвода очищенного гелия из блока очистки гелиевого концентрата от неона соединена с линией отвода части очищенного гелия, снабженной турбодетандером с линией отвода очищенного гелия низкого давления, соединенной последовательно с криогенным теплообменником и рекуперативными теплообменниками блока компримирования и комплексной очистки гелиевого концентрата.
Figure 00000001
Installation for cleaning helium concentrate from impurities, containing a series-connected unit for cleaning helium concentrate from hydrogen and methane, including a unit for preparing an oxygen-containing mixture with a line for supplying it to helium concentrate, a regenerative heat exchanger, a heater, a catalytic reactor, a filter, air and water coolers, a water separator, and a block compression and complex cleaning of helium concentrate, including compressor, oil and water separator, filter, recuperative heat exchangers and dehumidifier, b ok purification of helium concentrate from nitrogen, including condensers, a heat exchanger, a carbon adsorber for purification from nitrogen, a unit for purifying helium concentrate from neon with a clean helium removal line, including a cryogenic heat exchanger, a carbon adsorber for cleaning neon, characterized in that the clean helium removal line from a neon helium concentrate purification unit, it is connected to a drain line of a portion of purified helium equipped with a turboexpander with a drain line of purified low-pressure helium connected in series with ogen heat exchanger and a recuperative heat exchanger unit compressing and complex purification helium concentrate.
Figure 00000001
RU2009101617/22U 2009-01-19 2009-01-19 INSTALLATION OF CLEANING OF HELIUM CONCENTRATE FROM IMPURITIES RU88782U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009101617/22U RU88782U1 (en) 2009-01-19 2009-01-19 INSTALLATION OF CLEANING OF HELIUM CONCENTRATE FROM IMPURITIES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009101617/22U RU88782U1 (en) 2009-01-19 2009-01-19 INSTALLATION OF CLEANING OF HELIUM CONCENTRATE FROM IMPURITIES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU88782U1 true RU88782U1 (en) 2009-11-20

Family

ID=41478356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009101617/22U RU88782U1 (en) 2009-01-19 2009-01-19 INSTALLATION OF CLEANING OF HELIUM CONCENTRATE FROM IMPURITIES

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU88782U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2738512C1 (en) * 2020-06-05 2020-12-14 Андрей Владиславович Курочкин Apparatus for concentrating and purifying helium
RU2740992C1 (en) * 2020-05-28 2021-01-22 Андрей Владиславович Курочкин Apparatus for concentrating and purifying helium
CN116626246A (en) * 2023-07-24 2023-08-22 四川空分设备(集团)有限责任公司 Low-temperature adsorption testing device and testing method thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2740992C1 (en) * 2020-05-28 2021-01-22 Андрей Владиславович Курочкин Apparatus for concentrating and purifying helium
RU2738512C1 (en) * 2020-06-05 2020-12-14 Андрей Владиславович Курочкин Apparatus for concentrating and purifying helium
CN116626246A (en) * 2023-07-24 2023-08-22 四川空分设备(集团)有限责任公司 Low-temperature adsorption testing device and testing method thereof
CN116626246B (en) * 2023-07-24 2023-10-20 四川空分设备(集团)有限责任公司 Low-temperature adsorption testing device and testing method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080245101A1 (en) Integrated Method and Installation for Cryogenic Adsorption and Separation for Producing Co2
WO2019165782A1 (en) Voc recovery system using cryogenic air
EP2872841B1 (en) Process and apparatus for the separation of a stream containing carbon dioxide, water and at least one light impurity including a separation step at subambient temperature
CN102112200A (en) Recovery of carbon dioxide from flue gas
JPH0679124A (en) Method and device for refining air by adsorption
CN101929790B (en) High-purity nitrogen equipment
CN115069057B (en) Method for purifying and recovering carbon dioxide by low-temperature rectification
CN116600878A (en) Purification of landfill biogas by combined membrane and cryogenic distillation, plant for producing gaseous methane by purifying biogas from landfill
AU2012206403B2 (en) A method for drying a wet CO2 rich gas stream from an oxy-combustion process
CN101929791B (en) Large-tonnage high-purity nitrogen equipment
RU88782U1 (en) INSTALLATION OF CLEANING OF HELIUM CONCENTRATE FROM IMPURITIES
CN102933283A (en) Process and apparatus for drying and compressing a co2-rich stream
CN215539629U (en) Industrial organic waste gas treatment system
CN113184850B (en) High-purity carbon dioxide gas purification method and device thereof
RU2280826C2 (en) Method and plant for partial natural gas liquefaction
RU2296793C2 (en) Unit for preparation of hydrocarbon gas for transportation
US8857212B2 (en) Process for the separation of contaminant or mixture of contaminants from a CH4-comprising gaseous feed stream
CN217661593U (en) Device for purifying and recovering carbon dioxide by low-temperature rectification
CN215161044U (en) High-purity carbon dioxide gas purification device
CN204421486U (en) The purification system of space division system
RU89213U1 (en) INSTALLATION OF CLEANING OF HELIUM CONCENTRATE FROM IMPURITIES
RU2482903C1 (en) Method of producing krypton-xenon mix and device to this end
CN204421487U (en) Pure apparatus for producing liquid nitrogen
CN107300295B (en) Device and method for producing high-purity nitrogen product by raw material nitrogen deep cooling method
CN106731497B (en) Decarbonizing and extracting N from nitric acid industrial tail gas 2 O purification device and process method

Legal Events

Date Code Title Description
HE1K Notice of change of address of a utility model owner
PD1K Correction of name of utility model owner