[发明专利]氦气的纯化方法及纯化装置

权利要求书

1.一种氦气的纯化方法，其特征在于，

对至少含有氢、一氧化碳、来源于空气的氮和氧作为杂质的氦气进行纯化时，

在所述氦气中添加氢，

接着利用催化剂使所述氦气中的氧与氢反应，从而生成水，

接着通过脱水操作来降低所述氦气的水分含有率，

接着，当所述氦气中的氧摩尔浓度在一氧化碳摩尔浓度与氢摩尔浓度之和的1/2以下时，通过添加氧来将其设定为高于1/2的值，

接着利用催化剂使所述氦气中的氧与一氧化碳和氢反应，从而以残留有氧的状态生成二氧化碳和水，

接着使用沸石类吸附剂和碳类吸附剂，通过变压吸附法至少吸附所述氦气中的杂质中的氧、氮、二氧化碳和水，

然后通过-10℃～-50℃的变温吸附法至少吸附所述氦气中的杂质中的氮。

2.如权利要求1所述的氦气的纯化方法，其特征在于，通过所述的在氦气中添加氢，使所述氦气中的氢摩尔浓度达到氧摩尔浓度的1.9倍～2.1倍的值。

3.如权利要求1或2所述的氦气的纯化方法，其特征在于，使所述变压吸附法中使用的沸石类吸附剂的容量大于碳类吸附剂的容量。

4.一种氦气的纯化装置，该装置是对至少含有氢、一氧化碳、来源于空气的氮和氧作为杂质的氦气进行纯化的装置，其特征在于，包括：

第一反应器，该第一反应器中导入有所述氦气；

氢浓度调节装置，该氢浓度调节装置通过添加氢来调节导入所述第一反应器中的所述氦气中的氢摩尔浓度；

脱水机，该脱水机通过进行脱水操作来降低从所述第一反应器流出的所述氦气的水分含有率；

第二反应器，该第二反应器中导入有通过所述脱水机降低了水分含有率的所述氦气；

氧浓度调节装置，当导入所述第二反应器中的所述氦气中的氧摩尔浓度在一氧化碳摩尔浓度与氢摩尔浓度之和的1/2以下时，该氧浓度调节装置通过添加氧来将其设定为高于1/2的值；

吸附装置，该吸附装置与所述第二反应器连接；

在所述第一反应器中填充有催化剂，使得在所述第一反应器内所述氦气中的氧与氢反应而生成水，

在所述第二反应器中填充有催化剂，使得在所述第二反应器内所述氦气中的氧与一氧化碳和氢反应，从而以残留有氧的状态生成二氧化碳和水，

所述吸附装置具有PSA单元和TSA单元，该PSA单元通过使用沸石类吸附剂和碳吸附剂的变压吸附法至少吸附所述氦气中的杂质中的氧、氮、二氧化碳和水，该TSA单元通过-10℃～-50℃的变温吸附法至少吸附所述氦气中的杂质中的氮。

5.如权利要求4所述的氦气的纯化装置，其特征在于，通过所述氢浓度调节装置将导入所述第一反应器中的所述氦气中的氢摩尔浓度设定为氧摩尔浓度的1.9倍～2.1倍的值。