壓時(shí)停止壓縮機(jī)以此來(lái)保護(hù)壓縮機(jī)。所述的干燥塔6可以進(jìn)行加熱再生，重復(fù)使用。 所述的過(guò)濾器4為常用的氣體過(guò)濾器，過(guò)濾精度為0.1 um左右，所述的吸附罐采用分子篩作 為吸附劑。所述的干燥塔內(nèi)6設(shè)有5A型號(hào)的分子篩，可以進(jìn)行加熱再生，重復(fù)使用[0049] 采用上述的提濃純化高純氦氣的裝置來(lái)提濃純化高純氦氣的具體步驟為：
[0050]步驟Sl:將濃度為70%的原料氦氣首先經(jīng)過(guò)一個(gè)除氯裝置1去除尾氣中殘余的氯 氣，而后尾氣被收集到緩沖罐2內(nèi)；
[0051] 步驟S2 :緩沖罐2出口的源氣經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)增壓至ISbar ;
[0052] 步驟S3:壓縮機(jī)3出口后的高壓氣體經(jīng)過(guò)過(guò)濾器4和干燥機(jī)5進(jìn)行除油、除水、除 顆粒；
[0053] 步驟S4 :干燥機(jī)5出口的潔凈干燥的氣體首先進(jìn)入干燥塔6,在常溫下，使用分子 篩將氦氣中水分和二氧化碳徹底去除；
[0054] 步驟S5 :從干燥塔6出來(lái)的無(wú)油無(wú)水的潔凈氦氣再進(jìn)入液氬罐8,將液氬罐8浸泡 在液氮杜瓦罐7內(nèi)，控制液氬罐6的溫度為-187°C，將大部分的氬氣凝結(jié)后通過(guò)排放閥排 掉，純凈的氣體再進(jìn)入固氬罐9 ;
[0055] 步驟S6:將固氬罐9浸泡在液氮杜瓦罐7內(nèi)，控制固氬罐9的溫度為_(kāi)197°C，將剩 余的氬氣固化，同時(shí)將大部分的氮?dú)?、氧氣等雜質(zhì)冷凝凝結(jié)，冷凝下來(lái)的氮?dú)?、氧氣需要?過(guò)排放閥排掉，固態(tài)的氬氣在系統(tǒng)再生時(shí)氣化后排掉，純凈的氣體再進(jìn)入吸附罐10內(nèi)；
[0056] 步驟S7:將吸附罐10浸泡在液氮杜瓦罐7內(nèi)，控制吸附罐10的溫度為_(kāi)197°C，將 剩余的氬氣、氮?dú)?、氧氣等雜質(zhì)進(jìn)行低溫吸附純化處理；
[0057] 步驟S8 :純凈的高純氦氣收集到儲(chǔ)氣罐11內(nèi)，回收效率達(dá)98%，用水分儀和氣相 色譜儀對(duì)高純氦氣進(jìn)行分析，分析結(jié)果顯示氦氣濃度> 99. 999 %，分析結(jié)果如下：
[0058]
[0059] 實(shí)施例3
[0060] 如圖1所示，為提濃純化高純氦氣的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。所述的提濃純化高純氦氣 的裝置包括依次連接的干式的除氯裝置1、緩沖罐2、壓縮機(jī)3、過(guò)濾器4、干燥機(jī)5、干燥塔 6、液氬罐8、固氬罐9、吸附罐10和儲(chǔ)氣罐11，其中，所述的液氬罐8、固氬罐9和吸附罐10 浸泡在液氮杜瓦罐7內(nèi)的液氮中。所述的干式的除氯裝置1為一個(gè)內(nèi)有化學(xué)吸附填料氫氧 化鈉的吸附柱。所述的液氬罐8和固氬罐9設(shè)有排放閥。所述的液氬罐8、固氬罐9和吸 附罐10可以再生使用。所述的壓縮機(jī)3的進(jìn)出口均設(shè)置壓力傳感器，用以連鎖進(jìn)口低壓和 出口高壓時(shí)停止壓縮機(jī)以此來(lái)保護(hù)壓縮機(jī)。所述的干燥塔6可以進(jìn)行加熱再生，重復(fù)使用。 所述的過(guò)濾器4為常用的氣體過(guò)濾器，過(guò)濾精度為0.1 um左右），所述的吸附罐采用分子篩 作為吸附劑。所述的干燥塔內(nèi)6設(shè)有4A型號(hào)的分子篩，可以進(jìn)行加熱再生，重復(fù)使用
[0061] 采用上述的提濃純化高純氦氣的裝置來(lái)提濃純化高純氦氣的具體步驟為：
[0062] 步驟Sl :將濃度為90%的原料氦氣首先經(jīng)過(guò)一個(gè)除氯裝置1去除尾氣中殘余的氯 氣，而后尾氣被收集到緩沖罐內(nèi)；
[0063] 步驟S2 :緩沖罐2出口的源氣經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)3增壓至25bar;
[0064] 步驟S3 :壓縮機(jī)3出口后的高壓氣體經(jīng)過(guò)過(guò)濾器4和干燥機(jī)5進(jìn)行除油、除水、除 顆粒；
[0065] 步驟S4 :干燥機(jī)5出口的潔凈干燥的氣體首先進(jìn)入干燥塔6,在常溫下，使用分子 篩將氦氣中水分和二氧化碳徹底去除；
[0066] 步驟S5 :從干燥塔6出來(lái)的無(wú)油無(wú)水的潔凈氦氣再進(jìn)入液氬罐8,將液氬罐8浸泡 在液氮杜瓦罐7內(nèi)，控制液氬罐8的溫度為-188°C，將大部分的氬氣凝結(jié)后通過(guò)排放閥排 掉，純凈的氣體再進(jìn)入固氬罐9 ;
[0067] 步驟S6 :將固氬罐9浸泡在液氮杜瓦罐7內(nèi)，控制固氬罐9的溫度為_(kāi)198°C，將剩 余的氬氣固化，同時(shí)將大部分的氮?dú)?、氧氣等雜質(zhì)冷凝凝結(jié)，冷凝下來(lái)的氮?dú)?、氧氣需要?過(guò)排放閥排掉，固態(tài)的氬氣在系統(tǒng)再生時(shí)氣化后排掉，純凈的氣體再進(jìn)入吸附罐10內(nèi)；
[0068] 步驟S7 :將吸附罐10浸泡在液氮杜瓦罐7內(nèi)，控制吸附罐的溫度為_(kāi)198°C，將剩 余的氬氣、氮?dú)狻⒀鯕獾入s質(zhì)進(jìn)行低溫吸附純化處理；
[0069] 步驟S8:純凈的高純氦氣收集到儲(chǔ)氣罐11內(nèi)，回收效率達(dá)99%，用水分儀和氣相 色譜儀對(duì)高純氦氣進(jìn)行分析，分析結(jié)果顯示氦氣濃度多99. 999%，分析結(jié)果如下：
[0070]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種提濃純化高純氦氣的裝置，其特征在于，包括依次連接的除氯裝置（I)、緩沖罐 (2)、壓縮機(jī)（3)、過(guò)濾器（4)、干燥機(jī)（5)、干燥塔（6)、液氬罐（8)、固氬罐（9)、吸附罐（10) 和儲(chǔ)氣罐（11)。2. 如權(quán)利要求1所述的提濃純化高純氦氣的裝置，其特征在于，所述的液氬罐（8)、固 氬罐（9)和吸附罐（10)中的至少一個(gè)浸泡在液氮杜瓦罐（7)內(nèi)的液氮中。3. 如權(quán)利要求1所述的提濃純化高純氦氣的裝置，其特征在于，所述的壓縮機(jī)的進(jìn)出 口均設(shè)置壓力傳感器，用以連鎖進(jìn)口低壓和出口高壓時(shí)停止壓縮機(jī)以此來(lái)保護(hù)壓縮機(jī)。4. 如權(quán)利要求1所述的提濃純化高純氦氣的裝置，其特征在于，所述的除氯裝置（1)為 一個(gè)內(nèi)有化學(xué)吸附填料的吸附柱。5. 如權(quán)利要求1所述的提濃純化高純氦氣的裝置，其特征在于，所述的干燥塔（6)可以 進(jìn)行加熱再生，重復(fù)使用。6. -種提濃純化高純氦氣的方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的提 濃純化高純氦氣的裝置，具體步驟包括： 步驟1 :將濃度為50-99%的原料氦氣首先經(jīng)過(guò)一個(gè)除氯裝置（1)去除尾氣中殘余的氯 氣，而后尾氣被收集到緩沖罐（2)內(nèi)； 步驟2 :緩沖罐（2)出口的氦氣經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)（3)增壓； 步驟3 :壓縮機(jī)（3)出口后的高壓氣體經(jīng)過(guò)過(guò)濾器（4)和干燥機(jī)（5)進(jìn)行除油、除水和 除顆粒； 步驟4 :干燥機(jī)（5)出口的潔凈干燥的氣體首先進(jìn)入干燥塔（6)，在常溫下，使用分子篩 將氦氣中水分和二氧化碳去除； 步驟5 :從干燥塔（6)出來(lái)的潔凈氦氣再進(jìn)入液氬罐（8)，控制液氬罐（8)的溫度，將大 部分的氬氣凝結(jié)后通過(guò)排放閥排掉，純凈的氣體再進(jìn)入固氬罐； 步驟6 :控制固氬罐（9)的溫度，將剩余的部分氬氣固化，同時(shí)將大部分的氮?dú)夂脱鯕?冷凝凝結(jié)，冷凝下來(lái)的氮?dú)夂脱鯕馔ㄟ^(guò)排放閥排掉，固態(tài)的氬氣在系統(tǒng)再生時(shí)氣化后排掉， 純凈的氦氣再進(jìn)入吸附罐（10)內(nèi)； 步驟7 :控制吸附罐（10)的溫度，將剩余的氬氣、氮?dú)夂脱鯕膺M(jìn)行吸附純化處理； 步驟8:將純凈的高純氦氣收集到儲(chǔ)氣罐（11)內(nèi)。7. 如權(quán)利要求6所述的提濃純化高純氦氣的方法，其特征在于，所述的儲(chǔ)氣罐（11) 中的高純氦氣用水分儀和氣相色譜儀對(duì)高純氦氣進(jìn)行分析，分析結(jié)果顯示氦氣濃度 彡 99. 999%。8. 如權(quán)利要求6所述的提濃純化高純氦氣的方法，其特征在于，所述的步驟5中，液氬 罐的溫度控制在_186°C至_188°C。9. 如權(quán)利要求6所述的提濃純化高純氦氣的方法，其特征在于，所述的步驟6中，固氬 罐溫度控制在_196°C至_198°C。10. 如權(quán)利要求6所述的提濃純化高純氦氣的方法，其特征在于，所述的步驟7中，吸附 罐溫度控制在_196°C至_198°C。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種提濃純化高純氦氣的裝置及方法。所述的提濃純化高純氦氣的裝置，其特征在于，包括依次連接的除氯裝置、緩沖罐、壓縮機(jī)、過(guò)濾器、干燥機(jī)、干燥塔、液氬罐、固氬罐、吸附罐和儲(chǔ)氣罐。本發(fā)明的提濃純化高純氦氣的裝置和方法可以將氦氣提純到≥99.999％以上，且氦氣回收率達(dá)到95％以上，可以二次供給用戶(hù)端繼續(xù)使用，實(shí)現(xiàn)了氦氣的循環(huán)使用。
【IPC分類(lèi)】C01B23/00
【公開(kāi)號(hào)】CN104944393
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510333101
【發(fā)明人】湯劍波, 龔小雷, 周慶美, 王志高, 李東升
【申請(qǐng)人】上海正帆科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年6月16日