[实用新型]一种从贫氪氙浓缩物中提取纯氪和纯氙的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种纯氪和纯氙的提取装置，尤其涉及一种从贫氪氙浓缩物中提取纯氪和纯氙的装置。

背景技术

大气中的氪和氙含量分别约为1.138×10^-6和0.0857×10^-6，根据中国专利99125538.0的记载，微量氪和氙随空气进入空气分离装置的低温精馏塔后，高沸点组份氪、氙、碳氢化合物(主要是甲烷)以及氟化物均积聚在低压塔的液氧内，将低压塔的液氧送入一个氪附加低温精馏塔进行精馏，可获得氪氙含量为0.2～0.3％Kr+Xe的贫氪氙浓缩物，其中甲烷含量约为0.3～0.4％。氧气中甲烷含量过高(一般不超过0.5％CH₄)是极其危险的，只有预先脱除掉贫氪氙浓缩物中的甲烷后，才有可能继续提高液氧中的氪氙浓度，在已知的方法中，是通过钯催化剂，在480～500℃温度下进行化学反应脱除甲烷，并用分子筛吸附脱除O₂-CH₄化学反应生成物——二氧化碳和水份，随着氪氙逐级浓缩，这种化学反应脱除甲烷也要多次进行。这样，氪氙分离设备的工艺路线长、设备多、设备减漏可能性增加，因此在已知方法中，氪和氙的回收率较低，一般为60～65％。

贫氪氙浓缩物中的微量氟化物，在已知的方法中，如中国专利通011451238，常通过活性锆铝吸气剂，在700℃温度下进行脱除。活性锆铝吸气剂与氟化物化学反应是不可逆的，因此使用中要定期更新吸气剂。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种收率高、经济节能、应用范围广的从贫氪氙浓缩物中提取纯氪和纯氙的装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种从贫氪氙浓缩物中提取纯氪和纯氙的装置，其特征在于，该装置包括气体热交换器和四级精馏塔，第一级精馏塔底部连接第二级精馏塔，第二级精馏塔顶部连接纯氪产品收集器，底部连接第三级精馏塔，第三级精馏塔顶部连接第四级精馏塔，第四级精馏塔底部连接纯氙产品收集器；各级精馏塔顶部设有冷凝蒸发器，底部设有再沸器，各级精馏塔中均填充不锈钢丝网规整填料，在填料层上下不同段面分别设有多个测温元件。

所述的再沸器为电加热再沸器或者蒸汽加热再沸器。

所述的第一级精馏塔顶部的冷凝蒸发器入口连接液氮低温储槽，出口连接气体换热器。

所述的第一级精馏塔顶部分别通过低温管线连接第二级精馏塔、第三级精馏塔和第四级精馏塔顶部的冷凝蒸发器入口。

所述的第二级精馏塔、第三级精馏塔和第四级精馏塔顶部的冷凝蒸发器出口连接空气分离装置。

所述的测温元件设有5-15个。

四级精馏塔、连接各级精馏塔间的低温管线和阀门都包在充有绝热材料的冷箱内。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1.氪和氙的回收率高，均可达95％。

2.装置简单，仅设置4只精馏塔，通过逐级精馏，脱除掉贫氪氙原料气中的所有低沸点组份(比如O2、N2、Ar等)和高沸点组份碳氢化合物(比如CH4、C2H4、C2H6、C3H8等)及氟化物(比如CF4、C2F6、SF6等)最终获得纯度高于99.999％的纯氪和纯氙产品，其中各种杂质含量均低于GB/T5829-2006高纯氪技术指标和GB/T5828-2006高纯氙技术指标。

3.本实用新型装置经济节能。

4.应用范围广，在用户设置了贫氪氙液氧和液氮低温贮槽后，本实用新型装置可脱离空气分离装置，独立运行。

附图说明

图1为本实用新型的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1

如图1所示是一个用来分离贫氪氙浓缩物的装置流程图。

装置包括热交换器15，第一级精馏塔1、第二级精馏塔2、第三级精馏塔3和第四级精馏塔4，所述的热交换器15连接第一级精馏塔1，第一级精馏塔1底部连接第二级精馏塔2，第二级精馏塔2顶部连接纯氪产品收集器，底部连接第三级精馏塔3，第三级精馏塔3顶部连接第四级精馏塔4，第四级精馏塔4底部连接纯氙产品收集器，所述的第一级精馏塔1、第二级精馏塔2、第三级精馏塔3和第四级精馏塔4的顶部分别设有冷凝蒸发器5、冷凝蒸发器6、冷凝蒸发器7和冷凝蒸发器8，底部分别设有再沸器9、再沸器10、再沸器11、再沸器12。