一種氦氣提純裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氦氣提純裝置，包括依次連接的進(jìn)氣口、吸附筒、出氣口，所述吸附筒包括內(nèi)筒、環(huán)繞在所述內(nèi)筒周向側(cè)壁上的夾層，置于所述內(nèi)筒內(nèi)部的內(nèi)換熱管，所述內(nèi)筒內(nèi)填充了一種或多種用于吸附氣體雜質(zhì)的吸附劑，所述夾層內(nèi)填充了用于提供低溫環(huán)境的液氮，所述低溫吸附裝置還包括用于使所述吸附劑再生的再生裝置。本發(fā)明的氦氣提純裝置將吸附劑再生裝置與低溫裝置整合，實(shí)現(xiàn)了一套裝置完成多個(gè)工序的技術(shù)效果，大大節(jié)約了提純工藝的工時(shí)，也顯著地提高了提純效果和成本的降低。
【專利說明】一種氦氣提純裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用低溫吸附工藝對氦氣進(jìn)行提純的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)用的氦氣中，一般含有氮?dú)狻⒀鯕?、氬氣與氖氣等雜質(zhì),在對氦氣提純的時(shí)候一般使用吸附劑對雜質(zhì)進(jìn)行吸附，但是這種工藝存在幾個(gè)問題:一是這種吸附劑在吸附飽和之后一般是通過加熱進(jìn)行再生的，這一再生過程需要額外進(jìn)行，將停止吸附工作，浪費(fèi)了工時(shí)，使得吸附工作無法連續(xù)，必須間斷實(shí)施；二是吸附劑在一定的低溫條件下具有更好的吸附深度和吸附容量，而現(xiàn)有的設(shè)備營造這種低溫環(huán)境是很困難的，所以很難到達(dá)提純后的純度要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是將氦氣提純中吸附劑再生裝置與低溫裝置整合在一套裝置中，讓整個(gè)工序連續(xù)進(jìn)行，并且充分利用了吸附劑在低溫條件下具有更好的吸附深度和吸附容量的特性，提高了吸附的效果。
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種氦氣提純裝置，包括依次連接的進(jìn)氣口、吸附筒、出氣口，其特征在于:所述吸附筒包括內(nèi)筒、環(huán)繞在所述內(nèi)筒周向側(cè)壁上的夾層、置于所述內(nèi)筒內(nèi)部的內(nèi)換熱管，所述內(nèi)筒內(nèi)填充了用于吸附氣體雜質(zhì)的吸附劑，所述夾層內(nèi)填充了用于提供低溫環(huán)境的液氮，所述低溫吸附裝置還包括用于使所述吸附劑再生的再生裝置；另外，所述吸附筒還設(shè)置了便于操控的測溫點(diǎn)TI及測量所述夾層內(nèi)液氮液位高度的測液位點(diǎn)LI。
[0005]優(yōu)選地，所述吸附筒的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)所述吸附筒并聯(lián)在所述進(jìn)氣口與所述出氣口之間。多個(gè)吸附筒可使得其中一個(gè)在吸附飽和后可切換到其他所述吸附筒，達(dá)到連續(xù)工作的目的。
[0006]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述再生裝置包括用于將再生氣通入所述內(nèi)筒里的再生氣管道、用于連通多個(gè)所述吸附筒的夾層并向所述夾層注入液氮的液氮管道、再生氣出口、從所述吸附筒的夾層中排出液氮的液氮排出管道及供液氮?dú)饣傻獨(dú)夂髲膴A層中排出的氮?dú)馀懦龉艿馈?br> [0007]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的氦氣提純裝置將吸附劑再生裝置與低溫裝置整合，實(shí)現(xiàn)了一套裝置完成多個(gè)工序的技術(shù)效果，大大節(jié)約了提純工藝的工時(shí)，也顯著地提高了提純效果和裝置成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]附圖1為本發(fā)明氦氣提純裝置低溫凈化的總體示意圖；
附圖2為本發(fā)明氦氣提純裝置中低溫吸附筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]附圖中: 1-進(jìn)氣口，2-吸附筒，3-出氣口，4-再生氣管道，5-液氮注入管道，6-再生氣出口，7-電加熱器，8-液氮排出管道,9-氮?dú)馀懦龉艿?21-內(nèi)筒,22-夾層,23-內(nèi)換熱管。

【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明氦氣提純裝置的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0011]參見附圖1-2，本發(fā)明氦氣提純裝置包括依次連通的進(jìn)氣口 1，吸附筒2，出氣口 3，其中吸附筒2為多個(gè)，本實(shí)施例中為2個(gè)，并聯(lián)在進(jìn)氣口 I與出氣口 3之間。吸附筒2包括內(nèi)筒21與夾層22及內(nèi)換熱管23，夾層22環(huán)繞在內(nèi)筒21的周向側(cè)壁上，內(nèi)換熱管23置于內(nèi)筒21內(nèi)，內(nèi)筒21填充了吸附劑，夾層22填充了液氮，其中吸附劑一般可以選用現(xiàn)有技術(shù)中常用的以碳質(zhì)為原料的各種活性炭吸附劑，這種吸附劑在吸收了一定程度的雜質(zhì)氣體后會飽和，必須對吸附劑通入再生氣并加熱后才能再生使用。本發(fā)明氦氣提純裝置還包括再生裝置，用于對吸附劑進(jìn)行再生處理，其包括用于將再生氣通入所述內(nèi)筒21里的再生氣管道4、用于連通多個(gè)所述吸附筒2的夾層22并向所述夾層22注入液氮的液氮管道5、再生氣出口 6、再生氣電加熱器7 ;由于吸附筒2的數(shù)量為多個(gè)，因此液氮管道5將多個(gè)夾層22連通，保證通入的液氮能夠到達(dá)每一個(gè)夾層22內(nèi)。
[0012]本發(fā)明氦氣提純裝置在使用時(shí)，首先將待提純的氦氣從進(jìn)氣口 I通入，隨后進(jìn)入吸附筒2內(nèi)，此時(shí)由于夾層22中液氮的降溫作用，同時(shí)與吸附筒2連接的內(nèi)換熱管23，將液氮引至內(nèi)筒21，從而使得內(nèi)筒21里的吸附劑的吸附效果最優(yōu)，這樣氦氣中的氮?dú)?、氧氣、氬氣與氖氣等雜質(zhì)會被吸附劑充分吸收，隨后從出氣口 3排出的氦氣具有很高的純度。
[0013]當(dāng)吸附劑使用一定時(shí)間達(dá)到飽和，進(jìn)氣口 I不再通入待提純氦氣，而是改由再生氣管道4通入再生氣，并且排出夾中層液氮，使溫度提高。再生氣在電加熱器7中加熱后通入到內(nèi)筒21里，與吸附劑充分換熱，使得吸附劑內(nèi)吸附的雜質(zhì)氣體解析出來通過再生氣出口 6排出系統(tǒng)。經(jīng)過一段時(shí)間的解析后，雜質(zhì)氣體全部從吸附劑中解析出來，吸附劑又可以重新進(jìn)入吸附狀態(tài)，這樣再向夾層注入液氮進(jìn)行降溫后，又能夠進(jìn)行新一輪的氦氣提純。
[0014]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明氦氣提純裝置整合了吸附劑的再生裝置，顯著地提高了吸附效果并節(jié)省了工時(shí)，另外，本裝置的吸附工作全部是在極低的溫度下完成的，既提高了吸附劑的吸附性能，減少吸附劑用量及設(shè)備成本，又使得吸附深度達(dá)到要求，使氦氣純度可以達(dá)到高純度的產(chǎn)品氦氣，符合GB/T4844-2011《純氦、高純氦和超純氦》中的純氦、高純氦和超純氦產(chǎn)品要求。
[0015]上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種氦氣提純裝置，包括依次連接的進(jìn)氣口(I)、吸附筒(2)、出氣口(3)，其特征在于:所述吸附筒(2)包括內(nèi)筒(21)、環(huán)繞在所述內(nèi)筒(21)周向側(cè)壁上的夾層(22)、置于所述內(nèi)筒(21)內(nèi)部的內(nèi)換熱管(23)，所述內(nèi)筒(21)內(nèi)填充了用于吸附氣體雜質(zhì)的吸附劑，所述夾層(22)內(nèi)填充了用于提供低溫環(huán)境的液氮，所述低溫吸附裝置還包括用于使所述吸附劑再生的再生裝置；另外，所述吸附筒(2)還設(shè)置了便于操控的測溫點(diǎn)TI及測量所述夾層(22)內(nèi)液氮液位高度的測液位點(diǎn)LI。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氦氣提純裝置，其特征在于:所述吸附筒(2)的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)所述吸附筒(2)并聯(lián)在所述進(jìn)氣口(I)與所述出氣口(3)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氦氣提純裝置，其特征在于:所述再生裝置包括用于將再生氣通入所述內(nèi)筒(21)里的再生氣管道(4)、用于連通多個(gè)所述吸附筒(2)的夾層(22)并向所述夾層(22)注入液氮的液氮管道(5)、再生氣出口 ￠)、從所述吸附筒(2)的夾層(22)中排出液氮的液氮排出管道(8)及供液氮?dú)饣傻獨(dú)夂髲膴A層(22)中排出的氮?dú)馀懦龉艿?9)。
【文檔編號】C01B23/00GK104128071SQ201410403068
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】馬昆, 王凱, 丁國元, 趙翠玲, 賈盛蘭, 王朝, 苗瓏耀 申請人:蘇州市興魯空分設(shè)備科技發(fā)展有限公司