[实用新型]分离提纯氪氙浓缩物的装置

说明书

本实用新型涉及一种分离提纯氪氙浓缩物的装置，该方案包括依次连通的原料气缓冲罐、原料气吸附器、主换热器、五级精馏塔；每级精馏塔顶部分别设有一冷凝蒸发器，底部设有一塔底再沸器，还包括液氮贮槽、氮气压缩机、氪气压缩机、氪气钢瓶、氙气压缩机、氙气钢瓶及冷箱；所述液氮贮槽与主换热器连通，所述主换热器与氮气压缩机连通，所述氮气压缩机分别与每个冷凝蒸发器连通；所述第三级精馏塔与氮气压缩机连通，该装置通过含氪浓缩物中加入惰性气体中形成混合气引入精馏塔内，避免在精馏的过程中，塔板上碳氢化合物与氧聚集发生爆炸危险，通过逐级精馏，利用氧、氮、氩、碳氢化合物、氟化物、与氪氙各自的沸点不同，分离原料中的各种杂质。

技术领域

本实用新型涉及化工技术领域，具体涉及一种分离提纯氪氙浓缩物的装置。

背景技术

大气中的氪和氙含量分别约为1.138×10-6和0.0857×10-6，氪气和氙气一般采用多次精馏的方式从空气中提取，该过程主要利用氪和氙与空气中的其他组分沸点的不同。在氪氙生产过程中，高沸点的氪、氙、碳氢化合物以及氟化物等组分会与液氧集聚在一起，碳氢化合物是在一定温度下，通过催化剂与氧进行化学反应后生成水和二氧化碳，然后用吸附剂脱除二氧化碳和水。通过低温的精馏的方式，可得到氪氙含量在90％以上的氪氙浓缩物，浓缩物中的主要杂质仍为碳氢化合物以及氟化物。

目前清除氪氙浓缩物中的碳氢化合物，也是通过将浓缩物加热至高温在触媒的作用下，催化碳氢化合物生成二氧化碳和水，然后利用纯化器来吸附二氧化碳和水，此技术能耗较大，经过纯化器时气体损失达3％以上。

这种高温法清除碳氢化合物，消耗电能和贵金属(钯合金或铂合金)制成催化剂。高温法清除氟化物，消耗的吸气剂是属消耗物资，需定期更换，增加了运营成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种的分离提纯氪氙浓缩物的装置，该装置通过含氪浓缩物中加入惰性气体中形成混合气引入精馏塔内，避免在精馏的过程中，塔板上碳氢化合物与氧聚集发生爆炸危险，通过逐级精馏，利用氧、氮、氩、碳氢化合物、氟化物、与氪氙各自的沸点不同，分离原料中的各种杂质。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种分离提纯氪氙浓缩物的装置包括依次连通的原料气缓冲罐、原料气吸附器、主换热器、第一级精馏塔、第二级精馏塔、第三级精馏塔、第四级精馏塔及第五级精馏塔；所述第一级精馏塔顶部设有第一冷凝蒸发器，且底部设有第一塔底再沸器；所述第二级精馏塔顶部设有第二冷凝蒸发器，且底部设有第二塔底再沸器；所述第三级精馏塔顶部设有第三冷凝蒸发器，且底部设有第三塔底再沸器；所述第四级精馏塔顶部设有第四冷凝蒸发器，且底部设有第四塔底再沸器；所述第五级精馏塔顶部设有第五冷凝蒸发器，且底部设有第五塔底再沸器，还包括液氮贮槽、氮气压缩机、氪气压缩机、氪气钢瓶、氙气压缩机、氙气钢瓶及冷箱；所述液氮贮槽与主换热器连通，所述主换热器与氮气压缩机连通，所述氮气压缩机分别与第一冷凝蒸发器、第二冷凝蒸发器、第三冷凝蒸发器、第四冷凝蒸发器及第五冷凝蒸发器连通；所述第三级精馏塔与氮气压缩机连通。

工作原理及有益效果：本装置在常温20～40℃或者低温-100～-155℃条件下，在氪浓缩物中加入惰性气体形成混合气引入精馏塔内，避免在精馏的过程中，塔板上碳氢化合物与氧聚集发生爆炸危险；通过低温精馏分离，依次脱除掉氪氙原料中的所有低沸点组分和高沸点组分碳氢化合物及氟化物最终获得纯度高于99.9995％的纯氪和纯氙产品；通过控制精馏塔顶部排出的惰性气体中的氪氙含量低至ppm级，有效的提高了设备的氪氙提取率氪和氙的提取率高，分别可达99％以上；由于设置了氮气压缩机、氮气能够循环利用，节省了设备投资费用和能源消耗；仅需要少量液氮及电量即可运行，在用户设置了原料气缓冲罐或者管束车或者集装格，以及液氮低温贮槽后，本装置可独立运行。

进一步的，所述氪气钢瓶通过氪气压缩机与第三级精馏塔连通。

进一步的，所述氙气钢瓶通过氙气压缩机与第五级精馏塔连通。