[发明专利]用于净化气体混合物的装置和方法

权利要求书

1.用于净化气体混合物的装置，该装置用于从包含氖气的混合物生产浓缩气体，所述装置包括容纳有低温净化回路的冷箱(19)，所述低温净化回路包括依次串联布置的以下单元：

至少一个低温吸附净化单元(12)，所述至少一个低温吸附净化单元(12)用于通过低温吸附来净化混合物，所述低温吸附在65K与100K之间的温度下进行；

冷却单元(14)，所述冷却单元用于将所述混合物冷却至25K与65K之间的温度；以及

低温蒸馏单元(16)，所述低温蒸馏单元(16)用于对所述混合物进行低温蒸馏以在所述低温蒸馏单元(16)的出口处生产浓缩液体，

其特征在于，用于将混合物冷却至25K与65K之间的温度的所述冷却单元(14)包括非分级式制冷系统和通过热交换器从所述混合物提取热量的至少一个低温制冷机，所述至少一个低温制冷机包括吉福特-麦克马洪型低温制冷机、脉冲气体管中的至少一者，

其中，所述装置包括用于在所述低温蒸馏单元(16)的出口处回收液化的浓缩气体的回收管线(17)，所述回收管线(17)与位于所述冷箱(19)中的至少一个用于冷却混合物的单元(8、9、13)进行热交换，所述回收液化的浓缩气体的回收管线(17)与液氮浴(9)和唯一的交换器(13)进行热交换，所述液氮浴(9)与在所述低温吸附净化单元(12)的上游输送混合物的管线进行热交换，所述唯一的交换器(13)用于冷却位于低温制冷机上游的混合物。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷却单元(14)包括多个串联的低温制冷机和至少一个热交换器，所述至少一个热交换器用于接收流体混合物并与所述串联的低温制冷机的冷面进行热交换。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在所述冷箱(19)中包括位于所述低温吸附净化单元(12)的上游的以下至少一者：用于冷却所述混合物的第一低温交换器(8)，所述第一低温交换器配置为将所述混合物冷却至65K与110K之间的温度；与输送所述混合物的管线进行热交换的至少一个液氮浴(9、10)。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述低温吸附净化单元(12)包括并联布置的至少两个吸附器，所述至少两个吸附器浸在65K的液氮浴中并且在吸附阶段和再生阶段交替运行。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述低温蒸馏单元(16)是用于分离氖和氦的塔。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，包括位于所述冷箱(19)的上游的以下至少一者：用于提取包含在所述混合物中的至少部分的氢气的单元(4)；用于提取包含在所述混合物中的至少部分的水和/或二氧化碳的干燥器(7)。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述用于提取包含在所述混合物中的至少部分的氢气的单元(4)包括催化反应器，所述催化反应器配置为用于通过与氧气反应而将所述混合物中的氢气转化为水。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述干燥器(7)包括用于交替工作以捕获水和二氧化碳的至少一份吸附剂。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述浓缩气体是氖气。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述低温吸附在65K的温度下进行。

11.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一低温交换器配置为将所述混合物冷却至80K的温度。

12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述干燥器(7)包括用于交替工作以捕获水和二氧化碳的两份吸附剂。