【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及吸附，具體涉及一種從氦氣中高效脫除氖氣、氫氣的低溫變壓吸附方法。
技術介紹
1、氦氣是國防軍工和高科技產業發展不可或缺的稀有戰略性物資之一，廣泛應用于航空航天、軍工制造、超低溫、醫療、超導實驗、光電子產品生產等領域，被譽為氣體中的“芯片”。氦氣主要存在于天然氣藏中，近年來，國內企業加大了氦氣提取技術的研發力度，但我國天然氣中的氦氣濃度極低，通常在0.03％左右。
2、在氦氣提取的過程中，技術人員發現，由于天然氣中的氦氣含量較低，在氦氣提純濃縮時，微量的氖氣也隨之濃縮，導致提純生產的氦氣產品中，往往含有幾個到幾十個ppm的氖氣，這嚴重影響了氦氣產品的純度，同時也很可能導致氦氣產品不符合高純氦、超純氦等國家標準。
3、由于氦氣和氖氣的性質非常相近，現有的低溫精餾、膜分離及變壓吸附等氣體分離技術均很難將氦氣中的微量氖氣脫除，只有在低溫下，利用氦氣和氖氣的吸附能力差異，才有將氦氣中的微量氖氣脫除的可能。但是，即使在低溫下，氦氣和氖氣的吸附能力差異也并不大，在再生過程中，氦氣必然會隨著氖氣一起排出，這會導致氦氣損失率較高，造成了氦氣資源的大量浪費。
4、此外，在氦氣提純過程中，往往采用催化氧化的方式脫除氫氣，為了避免氫氣濃度過高造成飛溫的風險，同時又達到1ppm的氫氣脫除精度要求，技術上往往會采用兩次脫氫加兩次干燥的方法，這導致氦氣提純工藝變得復雜，氦氣提純成本較高。
5、中國專利cn?114562852?b公開了“一種氦氣脫氖系統及其方法”，其主要思路是在低溫下進行吸附，升溫
6、中國專利cn?116294435?a公開了“一種大規模深度脫除氦中氖和氫的裝置和方法”，但是該方法并未描述如何再生，也未描述氖氣脫除率及氦氣損失率等具體脫除效果。
7、中國專利cn?115404111?a公開了“一種可脫除氖的氦精制裝置和方法”，但對于脫氖的具體方法描述較少，而且也并沒有描述氖氣脫除率及氦氣損失率等具體脫除效果。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種從氦氣中高效脫除氖氣、氫氣的低溫變壓吸附方法，不僅可以解決產品氦氣雜質含量高的問題，而且可以解決氦氣損失率高的問題。
2、本專利技術公開了一種從氦氣中高效脫除氖氣、氫氣的低溫變壓吸附方法，包括以下步驟：
3、s1.對含有氦氣和雜質氣體的原料氣在吸附器中進行吸附；使雜質氣體吸附在吸附劑上，從非吸附相獲得雜質氣體含量低的產品氣氦氣；
4、s2.按照以下順序進行再生：
5、再生一：吸附完成后，先將吸附器內殘余的氣體放出至中間壓力，放出的氣體，回收至前序氦氣提純工段循環利用；
6、再生二：將吸附器內殘余的氣體從中間壓力放出至常壓，放出的氣體，可回收至前序氦氣提純工段循環利用，也可排出至氦氣提純系統外；
7、再生三：使用真空泵對吸附器進行抽空，抽空得到的氣體，排出至氦氣提純系統外；
8、再生四：使用真空泵對吸附器進行抽空，在抽空的同時，向吸附器內引入雜質氣體含量低的氣體，得到的氣體，回收至前序氦氣提純工段循環利用。
9、在氦氣提純成套工藝流程中，采用多個分離提純工段，進行多級濃縮提純，將再生時放出的氣體，回收至前序氦氣提純工段循環利用，可有效提高成套工藝流程的氦氣總收率。
10、進一步的，所述吸附器的溫度低于-100℃，優選的吸附器的溫度低于-180℃，更優選為-220℃～-180℃。-220℃～-180℃，可使用液氮作為冷源，再生時無需升溫，操作能耗低。本申請中吸附器的溫度，一直處于一個較為穩定的低溫狀態，無需刻意引入物料或能量對吸附器進行升溫。
11、進一步的，所述吸附器中的吸附劑選用活性炭、分子篩或硅膠中的一種或多種，吸附器數量，為1個、2個或多個，吸附壓力也可根據具體工況來確定。
12、進一步的，再生時吸附器的溫度與吸附時吸附器的溫度差值小于20℃。
13、進一步的，所述中間壓力低于0.5mpa。
14、進一步的，再生二中將吸附器內殘余的氣體從中間壓力放出至低于50kpa。
15、進一步的，所述雜質氣體為氖氣和/或氫氣。
16、進一步的，所述雜質氣體含量低的氣體為產品氣或再生一放出的氣體。
17、進一步的，所述雜質氣體含量低的氣體的體積量與產品氣體積量的比例小于10％。主要目的并非是使吸附器升溫，而是將吸附器內雜質氣體的氣體分壓降低至極低狀態，從而達到雜質氣體盡量解吸徹底的目的。
18、進一步的，所述雜質氣體含量低的氣體溫度低于0℃。
19、進一步的，再生三中所述抽空吸附器內壓力的最低值達到-50kpa～-90kpa時停止再生三。
20、上述壓力值均為表壓。
21、與現有技術相比，本專利技術具有的有益效果是：
22、1.通過本專利技術的方法，從非吸附相獲得的產品氦氣雜質含量低，其中氖氣的體積濃度低于4ppm，氫氣的體積濃度低于1ppm；且該方法氦氣損失率低。
23、2.本專利技術方法，將再生過程分為四個不同階段，再生過程中雜質含量最高的部分排出至氦氣提純系統外，其余部分回收循環利用，具有雜質氣體脫除精度高，氦氣損失率低的優點。
24、3.通過本專利技術方法，從非吸附相獲得的產品氣純度高，均為純度高于99.999％的高純氦氣或純度更高的超純氦氣；且該方法氦氣損失率低，不超過5％。
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1.一種從氦氣中高效脫除氖氣、氫氣的低溫變壓吸附方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種從氦氣中高效脫除氖氣、氫氣的低溫變壓吸附方法，其特征在于：所述吸附器的溫度低于-100℃，優選的吸附器的溫度低于-180℃，更優選為-220℃～-180℃。
3.根據權利要求1所述的一種從氦氣中高效脫除氖氣、氫氣的低溫變壓吸附方法，其特征在于：再生時吸附器的溫度與吸附時吸附器的溫度差值小于20℃。
4.根據權利要求1所述的一種從氦氣中高效脫除氖氣、氫氣的低溫變壓吸附方法，其特征在于：所述中間壓力低于0.5MPa。
5.根據權利要求1所述的一種從氦氣中高效脫除氖氣、氫氣的低溫變壓吸附方法，其特征在于：所述吸附器中的吸附劑選用活性炭、分子篩或硅膠中的一種或多種。
6.根據權利要求1所述的一種從氦氣中高效脫除氖氣、氫氣的低溫變壓吸附方法，其特征在于：所述雜質氣體含量低的氣體為產品氣或再生一放出的氣體。
7.根據權利要求1所述的一種從氦氣中高效脫除氖氣、氫氣的低溫變壓吸附方法，其特征在于：所述雜質氣體含量低的
8.根據權利要求1所述的一種從氦氣中高效脫除氖氣、氫氣的低溫變壓吸附方法，其特征在于：所述雜質氣體含量低的氣體的體積量與產品氣體積量的比例小于10％。
9.根據權利要求1所述的一種從氦氣中高效脫除氖氣、氫氣的低溫變壓吸附方法，其特征在于：所述雜質氣體為氖氣和/或氫氣。
10.根據權利要求1所述的一種從氦氣中高效脫除氖氣、氫氣的低溫變壓吸附方法，其特征在于：再生三中所述抽空吸附器內壓力的最低值達到-50kPa～-90kPa時停止再生三。
...【技術特征摘要】
1.一種從氦氣中高效脫除氖氣、氫氣的低溫變壓吸附方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種從氦氣中高效脫除氖氣、氫氣的低溫變壓吸附方法，其特征在于：所述吸附器的溫度低于-100℃，優選的吸附器的溫度低于-180℃，更優選為-220℃～-180℃。
3.根據權利要求1所述的一種從氦氣中高效脫除氖氣、氫氣的低溫變壓吸附方法，其特征在于：再生時吸附器的溫度與吸附時吸附器的溫度差值小于20℃。
4.根據權利要求1所述的一種從氦氣中高效脫除氖氣、氫氣的低溫變壓吸附方法，其特征在于：所述中間壓力低于0.5mpa。
5.根據權利要求1所述的一種從氦氣中高效脫除氖氣、氫氣的低溫變壓吸附方法，其特征在于：所述吸附器中的吸附劑選用活性炭、分子篩或硅膠中的一種或多種。
6.根據...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李旭，陳健，陶宇鵬，王鍵，張宏宇，楊云，李婭玲，伍毅，程萬軍，宋自強，易銳，金榮，
申請(專利權)人：西南化工研究設計院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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