[实用新型]氦气回收净化装置

说明书

一种氦气回收净化装置，其包括依次设置于氦气回收净化管路上的第一循环风机、第二循环风机、吸收系统、第一压缩机、干燥系统、膜分离系统、第二压缩机和低温吸附系统，第一循环风机用于将各工段排放的污氦气送入吸收系统，吸收系统用于对污氦气进行脱氯处理，第一压缩机用于将脱氯处理后的污氦气压缩并将其输送至干燥系统进行脱水处理，膜分离系统用于对脱水处理后的污氦气去除杂质气体，第二压缩机用于将去除杂质气体后的污氦气进一步压缩并将其输送至低温吸附系统对污氦气进行深度纯化处理。

技术领域

本实用新型涉及稀有气体回收提纯技术领域，特别是涉及一种氦气回收净化装置。

背景技术

氦气是一种十分重要的工业气体，由于其独特的性质，在低温、航天、电子工业、生物医疗、核设施等领域应用广泛，是国家安全和高技术产业发展的基本物资之一。而氦气又是一种稀有气体，目前探测估计地下总储量约490亿m，据英国《每日邮报》2010年8月23日报道，世界氦贮备将在25-30年内耗尽。

经过市场调研，我国氦气市场年均需求约1500万立方米，市值18亿元。其中随着国家半导体和光纤事业的大力发展，在半导体光纤领域，对氦气的需求量大增，约占我国氦气需求总量的13％。氦气在光纤生产中主要有三个用途：在预制棒沉积中作为载气，在预制棒固结过程中作为吹扫气，在纤维拉制过程中作为热传递介质。在这三个工艺步骤中的每一步都会给氦气带来不同的杂质、不同含量的污染物及不同的热量。传统的用于光纤生产工艺中的一次通过的氦气流是很浪费的，导致氦气消耗很大，提高了生产成本。因此，如果能部分回收光纤生产过程中的氦气，则光纤行业氦气回收市场价值可达1.2亿元/年左右。

在光纤预制棒工艺过程中，当沉积工序完成后，需将形成的多孔质母体送入1400～1600℃高温烧结炉内烧结。烧结期间要不间断的通入高纯氦气、氯气进行脱水处理，氯气与水反应生成HCl和O₂；氦气作为载气，分子体积小，易于溶解于玻璃，传热系数高，易于将热量带到芯部，从而得到不含残留气泡的透明玻璃预制棒。未反应的氯气随同氦气及其他杂质如HCl、O₂、N₂、H₂O、含氟气体等排放出来。

本实用新型提供一种从光纤预制棒过程排放的氦气、氯气及其他杂质混合气中回收提纯氦气的装置。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种氦气回收净化装置以改善氦气储量不足、氦气成本过高的现状。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种氦气回收净化装置，其包括依次设置于氦气回收净化管路上的第一循环风机、第二循环风机、吸收系统、第一压缩机、干燥系统、膜分离系统、第二压缩机和低温吸附系统，第一循环风机用于将各工段排放的污氦气送入吸收系统，吸收系统用于对污氦气进行脱氯处理，第一压缩机用于将脱氯处理后的污氦气压缩并将其输送至干燥系统进行脱水处理，膜分离系统用于对脱水处理后的污氦气通过分离膜去除杂质气体的方式进行初步提纯，第二压缩机用于将初步提纯后的污氦气进一步压缩并将其输送至低温吸附系统对污氦气进行深度纯化处理。

其中，吸收系统包括第一吸收塔和第一循环泵，第一吸收塔中盛装碱液，第一吸收塔包括设置于下端的进气口、循环出液口和设置于上端的出气口、循环进液口，第一循环风机的出气口连通第一吸收塔的进气口；第一循环泵连接第一吸收塔的循环进液口和循环出液口，用于将第一吸收塔下端的碱液输送到上端的喷淋装置。

其中，氦气回收净化装置进一步包括第二循环风机，吸收系统包括第二吸收塔和第二循环泵，第二吸收塔中盛装碱液，第二吸收塔包括设置于下端的进气口、循环出液口和设置于上端出气口、循环进液口，第二循环风机连接第一吸收塔的出气口和第二吸收塔的进气口，用于为自第一吸收塔流出的污氦气进入第二吸收塔提供动力；第二循环泵连接第二吸收塔的循环进液口和循环出液口，用于将第二吸收塔下端的碱液输送到上端的喷淋装置。