[实用新型]一种从不凝气体中提取氦气的纯化装置

说明书

本实用新型涉及一种从不凝气体中提取氦气的纯化装置，属于资源综合利用技术领域。主要技术方案为高压循环风机、循环气体流量计量和控制装置、催化脱氢反应器、水冷却和分水器形成的闭环系统；所述的催化脱氢反应器的入口设有原料气入口管道，在原料气入口管道上设有氢气分析仪和流量计；在原料气入口管道与催化脱氢反应器入口的交汇处，设有精确控制加氧系统，在氦气出口的管道上设有氢、氧分析仪。本实用新型属国内首创，具有回收效率高，运行安全可靠，回收氦气纯度高，净化深度好，回收成本低的显著特点。

技术领域

本实用新型属于资源综合利用技术领域，具体涉及一种从不凝气体中提取氦气的纯化装置。

背景技术

众所周知，中国是一个氦气十分贫乏的国家，每年需要大量的从国外进口氦气，随着国民经济对氦气的大量需求和国外对中国氦气供应的制约，其重要作用已经上升到国家战略的层面。

我国的地层天然气中的含氦量十分有限，达不到开采氦气资源的合理浓度，所以在以往的天然气开采过程中，均将这部分资源忽视了；随着国家新能源政策的推广，液化天然气作为清洁能源应用的越来越多，液化天然气的生产和使用量就越来越大。这样，地层天然气经过液化后生产成液化天然气，而在所剩余作为废气排放的不凝气体中的氦气含量就骤然升高了，对于这部分气体中所含有的氦气进行分离净化，从而生产出高纯氦气其经济效益和社会效益十分巨大。目前，国内外尚无成熟的用于液化天然气不凝气体中氦气回收分离净化的技术和方法。

现有技术中处理高浓度的氢气时，需要用多级加氧的方式，逐级将氢气反应掉，由于需要控制反应温度，每一级的加氧量不能超过2.5％，参与反应的氢气也只有5％，但对于高浓度氢气而言，设备过于复杂和难于综合控制。

实用新型内容

为弥补现有技术的不足，本实用新型提供一种从天然气液化后的不凝气体中提取氦气的纯化装置。可以将不凝气体中的氢气净化干净，为后续的制取高纯氦气打下基础。将液化天然气所排放的废气中的氦气回收净化为新的原料。

本实用新型的技术方案为：一种从不凝气体中提取氦气的纯化装置，为高压循环风机、循环气体流量计量和控制装置、催化脱氢反应器、水冷却和分水器形成的闭环系统；所述的催化脱氢反应器的入口设有原料气入口管道，在原料气入口管道上设有氢气分析仪和流量计；

在原料气入口管道与催化脱氢反应器入口的交汇处，设有精确控制加氧系统，在氦气出口的管道上设有氢、氧分析仪。

进一步的，在原料气入口处设置一个纯氦或氮气的入口。

进一步的，所述的精确控制加氧系统的出口与原料氦气的入口连接。

进一步的，所述的循环气体流量计量和控制装置调节和控制循环气体流量，由流量计计量气体流量，标记为f₁，氢气的流量标记为f_H2，f₁≥20f_H2。

高压循环风机、循环气体流量计量和控制装置组成了循环气体的功力系统，其中、循环气体流量计量和控制装置内的流量控制阀门可以调节循环的气体流量并由流量计计量，这个流量标记为f₁；(被净化的气体(原料氦气)的流量标记为f₂，氦气的流量标记为f_He，氢气的流量标记为f_H2，其它气体(氮气、甲烷等)流量标记为f_q)，使f₁满足以下条件：

f₂＝f_He+f_H2+f_q；

氦气的浓度为：f_He/f₂

氢气的浓度为：f_H2/f₂ (10％～60％)