[发明专利]氦气的纯化方法和纯化装置

权利要求书

1.氦气的纯化方法，所述氦气至少含有氢、一氧化碳、烃以及来源于空气的氮和氧作为杂质，其含有的氧的量比与含有的全部氢、一氧化碳和烃反应所需要的量多，其特征在于，

通过活性炭吸附除去所述氦气中的烃，

接着，通过利用第一反应用催化剂使所述氦气中的氧与氢、一氧化碳和没有被所述活性炭吸附的烃反应，从而以残留有氧的状态生成二氧化碳和水，

接着，按照不使所述氦气中的氢摩尔浓度为氧摩尔浓度的2倍以上的条件在所述氦气中添加氢，

接着，利用第二反应用催化剂使所述氦气中的氧与氢反应，从而以残留有氧的状态生成水，

接着，通过脱水装置降低所述氦气的水分含有率，

按照使所述氦气中的一氧化碳的摩尔浓度高于氧的摩尔浓度的2倍的条件在所述氦气中添加一氧化碳，

接着，利用第三反应用催化剂使所述氦气中的氧与一氧化碳反应，从而以残留有一氧化碳的状态生成二氧化碳，

然后，使用吸附剂通过变压吸附法吸附除去所述氦气中的至少一氧化碳、二氧化碳、氮和水，

使用钯或铑作为所述第一反应用催化剂，

使用钯、铂或铑作为所述第二反应用催化剂，

使用钌、钯或铑作为所述第三反应用催化剂，

通过所述变压吸附法吸附时，使用活性氧化铝和沸石作为吸附剂。

2.如权利要求1所述的氦气的纯化方法，其特征在于，使用钌或铑作为所述第三反应用催化剂。

3.如权利要求1所述的氦气的纯化方法，其特征在于，使用X型沸石作为所述吸附剂。

4.如权利要求2所述的氦气的纯化方法，其特征在于，使用X型沸石作为所述吸附剂。

5.如权利要求1～4中任一项所述的氦气的纯化方法，其特征在于，在采用所述变压吸附法吸附后，使用吸附剂通过-10℃～-50℃的变热吸附法吸附除去所述氦气的杂质中的至少氮。

6.氦气的纯化装置，所述氦气至少含有氢、一氧化碳、烃以及来源于空气的氮和氧作为杂质，其含有的氧的量比与含有的全部氢、一氧化碳和烃反应所需要的量多，其特征在于，所述纯化装置具有：

导入所述氦气的活性炭塔，

导入从所述活性炭塔流出的所述氦气的第一反应器，

导入从所述第一反应器流出的所述氦气的第二反应器，

按照不使导入所述第二反应器内的所述氦气中的氢摩尔浓度为氧摩尔浓度的2倍以上的条件在所述氦气中添加氢的氢供给装置，

导入从所述第二反应器流出的所述氦气的第三反应器，

按照使导入所述第三反应器内的所述氦气中的一氧化碳摩尔浓度高于氧摩尔浓度的2倍的条件在所述氦气中添加一氧化碳的一氧化碳供给装置，

位于所述第二反应器和所述第三反应器之间的降低所述氦气的水分含有率的脱水装置，以及

与所述第三反应器连接的吸附装置；

所述第一反应器中装有钯或铑作为第一反应用催化剂，

所述第二反应器中装有钯、铂或铑作为第二反应用催化剂，

所述第三反应器中装有钌、钯或铑作为第三反应用催化剂，

所述吸附装置具有使用吸附剂通过变压吸附法吸附所述氦气中的至少一氧化碳、二氧化碳、氮和水的变压吸附单元，

所述变压吸附单元使用活性氧化铝和沸石作为吸附剂。

7.如权利要求6所述的氦气的纯化装置，其特征在于，所述第三反应器中装有钌或铑作为第三反应用催化剂。

8.如权利要求6所述的氦气的纯化装置，其特征在于，所述变压吸附单元使用活性氧化铝和X型沸石作为吸附剂。

9.如权利要求7所述的氦气的纯化装置，其特征在于，所述变压吸附单元使用活性氧化铝和X型沸石作为吸附剂。

10.如权利要求6～9中任一项所述的氦气的纯化装置，其特征在于，所述吸附装置具有在采用所述变压吸附法吸附杂质后，使用吸附剂通过-10℃～-50℃的变热吸附法吸附所述氦气的杂质中的至少氮的变热吸附单元。