在線純化和循環(huán)空調(diào)檢漏廢氦氣的設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在線純化和循環(huán)空調(diào)檢漏廢氦氣的設(shè)備，包括回收單元、純化單元和循環(huán)供氣單元?；厥諉卧獙⒖照{(diào)檢漏廢氦氣回收并增壓，而后通過純化單元進行提純操作，提純后的純氦氣通過循環(huán)供氣單元補充到空調(diào)檢漏生產(chǎn)中，使氦氣循環(huán)使用。本發(fā)明提供氦氣純度不低于98%，回收率不低于85%，處理氦氣純度低于70%的原料氣，優(yōu)選條件下可處理氦氣純度低于50%的廢氦氣，功耗較低，獲得較大的經(jīng)濟效益。
【專利說明】在線純化和循環(huán)空調(diào)檢漏廢氦氣的設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空調(diào)檢漏設(shè)備領(lǐng)域，具體是一種在線純化和循環(huán)空調(diào)檢漏廢氦氣的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]氦氣是一種稀缺的氣體資源，空氣中含量極低，主要從天然氣田中分離獲得。我國氦資源極其貧乏，長期依賴進口，而航天、低溫超導(dǎo)、軍事、工業(yè)制造、焊接等諸多領(lǐng)域的快速發(fā)展促使氦氣進口量激增，造成較大的經(jīng)濟支出。氦氣的循環(huán)利用不僅能保護有限的氦氣資源，而且能獲得較大的經(jīng)濟效益。因此對工業(yè)制造不純的氦氣進行提純處理和循環(huán)使用尤為重要。
[0003]氦氣是一種惰性氣體，分子直徑小，極易擴散，因此在空調(diào)、真空檢漏中被大量用作檢漏氣體。但現(xiàn)有的空調(diào)檢漏中產(chǎn)生的廢氦氣一般不回收，排放出的氦氣濃度約50%-70%，這些氦氣一旦排放入大氣幾乎不可能再回收，從而造成極大的氦氣資源浪費和導(dǎo)致生產(chǎn)成本的提高。面對全球日益緊缺的氦氣資源市場和不斷攀升的氦氣價格，開發(fā)對空調(diào)檢漏廢氦氣的回收、純化和循環(huán)利用的設(shè)備勢在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種在線純化和循環(huán)空調(diào)檢漏廢氦氣的設(shè)備，以解決實際空調(diào)生產(chǎn)過程中檢漏環(huán)節(jié)所排放的廢氦氣的在線回收、純化、循環(huán)利用存在的問題。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0006]在線純化和循環(huán)空調(diào)檢漏廢氦氣的設(shè)備，其特征在于:包括有廢氦氣回收單元、純化單元、循環(huán)供氣單元，其中:
[0007]所述廢氦氣回收單元包括帶進、出口的緩沖罐、回收增壓泵，所述緩沖罐進氣口通過進氣管路與外部多個空調(diào)檢漏生產(chǎn)線相連，緩沖罐出氣口通過出氣管路與回收增壓泵的入口連通，回收增壓泵的出口通過氣體管路連通至純化單元；
[0008]所述純化單元包括吸附純化器、膜分離純化器、三通閥門，廢氦氣回收單元中回收增壓泵出口處的氣體管路連通至吸附純化器的進口，吸附純化器的出口通過氣體管路連通至膜分離純化器的進口，膜分離純化器的出口通過回氣管路連通至循環(huán)供氣單元，膜分離純化器上還通過尾氣排氣管路與三通閥門的一個閥口連通，三通閥門另一個閥口通過氣體管路連通至廢氦氣回收單元中的緩沖罐，三通閥門最后一個閥口放空；
[0009]所述循環(huán)供氣單元包括供氣增壓泵，膜分離純化器出口處的回氣管路連通至供氣增壓泵的入口，供氣增壓泵的出口通過氣體管路連通至空調(diào)檢漏生產(chǎn)線中的純氦儲氣罐，且供氣增壓泵出口處的 氣體管路上安裝有壓力調(diào)節(jié)閥。
[0010]所述的在線純化和循環(huán)空調(diào)檢漏廢氦氣的設(shè)備，其特征在于:緩沖罐進氣口處的進氣管路上安裝有氣體流量計，膜分離純化器出口處的回氣管路上亦安裝有氣體流量計。
[0011]所述的在線純化和循環(huán)空調(diào)檢漏廢氦氣的設(shè)備，其特征在于:緩沖罐出氣口處的出氣管路上安裝有氦氣純度分析器，膜分離純化器出口處的回氣管路上亦安裝有氦氣純度分析器。
[0012]本發(fā)明使用回收增壓泵將空調(diào)檢漏生產(chǎn)中排放的廢氦氣進行回收，廢氦氣經(jīng)增壓后，通過連接的氣體管路通入吸附純化器中進行預(yù)純化處理。預(yù)純化后的氦氣純度可達70%以上，回收率大于95%，預(yù)純化處理后原料氣露點不高于_40°C。
[0013]本發(fā)明采用吸附純化和膜分離技術(shù)相結(jié)合，次序地完成檢漏廢氦氣的純化任務(wù)，并循環(huán)供給檢漏生產(chǎn)使用。
[0014]本發(fā)明能將氦氣濃度50-70%的廢氦氣純化到純度不低于98%，回收率不低于85%。由三通閥調(diào)整回氣流量的條件下可實現(xiàn)氦氣純度低于50%的廢氦氣的純化任務(wù)。同時將純化后的純氦氣補充到用戶的氣源設(shè)備中，以補充生產(chǎn)過程中氦氣的損耗，實現(xiàn)循環(huán)利用氦氣資源的目的。在設(shè)備正常維護停機時，不影響用戶的氣源設(shè)備的和生產(chǎn)的正常進行。所述的設(shè)備功耗主要為電能，功率不大于10KW，與節(jié)約的氦氣資源相比，經(jīng)濟效益突出。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0016]參見圖1所示，在線純化和循環(huán)空調(diào)檢漏廢氦氣的設(shè)備，包括有廢氦氣回收單元、純化單元、循環(huán)供氣單元，其中:
[0017]廢氦氣回收單元包括帶進、出口的緩沖罐、回收增壓泵，所述緩沖罐進氣口通過進氣管路與外部多個空調(diào)檢漏生產(chǎn)線相連，緩沖罐出氣口通過出氣管路與回收增壓泵的入口連通，回收增壓泵的出口通過氣體管路連通至純化單元，多個空調(diào)檢漏生產(chǎn)線排放的廢氦氣首先富集在緩沖罐中，回收增壓泵將廢氦氣壓縮增壓后，經(jīng)氣體管路送入純化單元進行提純操作；
[0018]純化單元包括吸附純化器、膜分離純化器、三通閥門，廢氦氣回收單元中回收增壓泵出口處的氣體管路連通至吸附純化器的進口，吸附純化器的出口通過氣體管路連通至膜分離純化器的進口，膜分離純化器的出口通過回氣管路連通至循環(huán)供氣單元，膜分離純化器上還通過尾氣排氣管路與三通閥門的一個閥口連通，三通閥門另一個閥口通過氣體管路連通至廢氦氣回收單元中的緩沖罐，三通閥門最后一個閥口放空，由廢氦氣回收單元輸送過來的廢氦氣首先在吸附純化器中進行除塵、除油、除水的預(yù)純化處理，而后通過氣體管路送入膜分離純化器中進行提純和精制，經(jīng)提純和精制后純度滿足要求的氦氣通過回氣管路送入循環(huán)供氣單元，膜分離純化器通過尾氣排氣管路排出含有較低濃度氦氣的尾氣，尾氣送入三通閥中，一部分尾氣放空，另一部分尾氣返回至廢氦氣回收單元中緩沖罐內(nèi)與緩沖罐中廢氦氣混合進行循環(huán)純化；
[0019]循環(huán)供氣單元包括供氣增壓泵，膜分離純化器出口處的回氣管路連通至供氣增壓泵的入口，供氣增壓泵的出口通過氣體管路連通至空調(diào)檢漏生產(chǎn)線中的純氦儲氣罐，且供氣增壓泵出口處的氣體管路上安裝有壓力調(diào)節(jié)閥，純化單元中膜分離純化器輸出的氦氣壓力較低，通過供氣增壓泵使膜分離純化器出口輸出的氦氣壓力與空調(diào)檢漏生產(chǎn)線所需氦氣的壓力相匹配，由壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)壓力值。[0020]緩沖罐進氣口處的進氣管路上安裝有氣體流量計，膜分離純化器出口處的回氣管路上亦安裝有氣體流量計。
[0021]緩沖罐出氣口處的出氣管路上安裝有氦氣純度分析器，膜分離純化器出口處的回氣管路上亦安裝有氦氣純度分析器。
[0022]本發(fā)明中，回收單元包括緩沖罐和回收增壓泵，緩沖罐和空調(diào)檢漏生產(chǎn)線通過氣體回收軟管相連，由于空調(diào)檢漏廢氦氣存在一定的壓力，因此緩沖罐之前放置泄壓調(diào)節(jié)閥門，經(jīng)泄壓后原料氣壓力略高于大氣壓。而后回收增壓泵入口所產(chǎn)生的負(fù)壓將緩沖罐中的原料氣吸入泵體內(nèi)并增壓，回收增壓泵出口通過氣體管路連接著純化單元?；厥赵鰤罕煤图兓瘑卧噙B的管路上設(shè)置氦氣純度監(jiān)測點，并有氦氣純度分析器檢測氦氣純度并輸送純度信號到設(shè)備的控制單元。
[0023]本發(fā)明中，純化單元包括吸附純化器和膜分離純化器，經(jīng)回收增壓泵壓縮的氣體由氣體管路輸送到吸附純化器，并在吸附純化器中完成除油、除水、除塵的預(yù)純化處理步驟，而后氣體通過管路進入膜分離純化器中進行進一步的純化操作，經(jīng)過提純的純氦氣由氣體管路輸送到循環(huán)供氣單元，以補充檢漏生產(chǎn)過程中氦氣的損耗，膜分離純化器尾氣排放的氣體仍含有一定純度的氦氣，若全部放空勢必會造成浪費，因此設(shè)備中通過一個三通閥調(diào)節(jié)一部分尾氣返回到回收單元中的緩沖罐中以作循環(huán)利用，剩余的尾氣放空。
[0024]本發(fā)明中，循環(huán) 供氣單元包括供氣增壓泵、壓力調(diào)節(jié)閥，由于膜分離純化器滲透的純氦氣壓力略大于一個大氣壓，不能滿足空調(diào)檢漏生產(chǎn)要求，因此需要經(jīng)過供氣增壓泵進行增壓操作，而壓力調(diào)節(jié)閥的作用是調(diào)整增壓泵出口的壓力，使其符合空調(diào)檢漏生產(chǎn)操作所需的壓力值。設(shè)備純化后的純氦氣補充入空調(diào)檢漏生產(chǎn)中的純氦儲氣罐中，以補充檢漏生產(chǎn)中純氦氣的損耗，保證生產(chǎn)的正常運行。
[0025]本發(fā)明設(shè)備采用吸附純化和膜分離純化相結(jié)合的模式，實現(xiàn)了空調(diào)檢漏廢氦氣的在線回收、純化和循環(huán)利用。經(jīng)純化后的氦氣純度不低于98%，露點不大于-40°C，整體回收率不低于85%。純化后的純氦氣再次供給檢漏生產(chǎn)線使用，實現(xiàn)了氦氣的循環(huán)利用。該設(shè)備純化后的氣體直接補充到純氦儲氣罐，對檢漏生產(chǎn)無影響，即使設(shè)備正常檢修停機期間也不影響空調(diào)檢漏生產(chǎn)的正常進行。
[0026]多個空調(diào)檢漏生產(chǎn)線排放的廢氦氣首先在緩沖罐中富集，回收增壓泵將廢氦氣壓縮增壓后，經(jīng)氣體管路送入純化單元進行提純操作；
[0027]由廢氦氣回收單元輸送過來的廢氦氣首先在吸附純化器中進行除塵、除油、除水的預(yù)純化處理，而后通過氣體管路送入膜分離純化器中進行提純和精制，經(jīng)提純和精制后純度滿足要求的氦氣通過回氣管路送入循環(huán)供氣單元，膜分離純化器通過尾氣排氣管路排出含有較低濃度氦氣的尾氣，尾氣送入三通閥中，一部分尾氣放空，另一部分尾氣返回至廢氦氣回收單元中緩沖罐內(nèi)與緩沖罐中廢氦氣混合進行循環(huán)純化；
[0028]純化單元中膜分離純化器輸出的氦氣壓力較低，通過供氣增壓泵使膜分離純化器出口輸出的氦氣壓力與空調(diào)檢漏生產(chǎn)線所需氦氣的壓力相匹配，由壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)壓力值。
【權(quán)利要求】
1.在線純化和循環(huán)空調(diào)檢漏廢氦氣的設(shè)備，其特征在于:包括有廢氦氣回收單元、純化單元、循環(huán)供氣單元，其中: 所述廢氦氣回收單元包括帶進、出口的緩沖罐、回收增壓泵，所述緩沖罐進氣口通過進氣管路與外部多個空調(diào)檢漏生產(chǎn)線相連，緩沖罐出氣口通過出氣管路與回收增壓泵的入口連通，回收增壓泵的出口通過氣體管路連通至純化單元； 所述純化單元包括吸附純化器、膜分離純化器、三通閥門，廢氦氣回收單元中回收增壓泵出口處的氣體管路連通至吸附純化器的進口，吸附純化器的出口通過氣體管路連通至膜分離純化器的進口，膜分離純化器的出口通過回氣管路連通至循環(huán)供氣單元，膜分離純化器上還通過尾氣排氣管路與三通閥門的一個閥口連通，三通閥門另一個閥口通過氣體管路連通至廢氦氣回收單元中的緩沖罐，三通閥門最后一個閥口放空； 所述循環(huán)供氣單元包括供氣增壓泵，膜分離純化器出口處的回氣管路連通至供氣增壓泵的入口，供氣增壓泵的出口通過氣體管路連通至空調(diào)檢漏生產(chǎn)線中的純氦儲氣罐，且供氣增壓泵出口處的氣體管路上安裝有壓力調(diào)節(jié)閥。
2.根據(jù)權(quán) 利要求1所述的在線純化和循環(huán)空調(diào)檢漏廢氦氣的設(shè)備，其特征在于:緩沖罐進氣口處的進氣管路上安裝有氣體流量計，膜分離純化器出口處的回氣管路上亦安裝有氣體流量計。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線純化和循環(huán)空調(diào)檢漏廢氦氣的設(shè)備，其特征在于:緩沖罐出氣口處的出氣管路上安裝有氦氣純度分析器，膜分離純化器出口處的回氣管路上亦安裝有氦氣純度分析器。
【文檔編號】C01B23/00GK104003361SQ201410226093
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】周麗萍, 章學(xué)華, 羅輝, 黃衛(wèi), 郭會軍, 張茜, 趙俊, 汪澎, 蔣偉 申請人:安徽萬瑞冷電科技有限公司