本實用新型涉及一種氣體干燥提純裝置，具體涉及一種稀有氣體或其他稀有氣體干燥提純裝置。

背景技術(shù)：

大規(guī)模生產(chǎn)中，經(jīng)常會對某些設(shè)備進(jìn)行檢漏。稀有氣體如氦氣，因其分子量及粘滯系數(shù)小、易通過漏孔、易擴(kuò)散、不腐蝕設(shè)備的特點(diǎn)常被用作示漏氣體。如冰箱、空調(diào)的檢漏。利用氦質(zhì)譜檢漏時，稀有氣體的純度要求不低于75％，氣體水露點(diǎn)不高于-60℃。

在檢漏過程中，會有空氣、水分等雜質(zhì)混入稀有氣體中，造成稀有氣體的純度降低、水露點(diǎn)升高；而當(dāng)稀有氣體露點(diǎn)高于-60℃，純度低于75％時，稀有氣體無法滿足檢漏要求。

CN201310491947.2提供了一種稀有氣體干燥回收系統(tǒng)，其原理是在稀有氣體的循環(huán)使用過程中，利用吸附式干燥器對稀有氣體進(jìn)行干燥，將干燥過程中產(chǎn)生的水分經(jīng)重型分離器分離并排出系統(tǒng)，并通過粉塵過濾器過濾雜質(zhì)，實現(xiàn)了水分及雜質(zhì)在系統(tǒng)中的脫除。但該稀有氣體干燥回收系統(tǒng)在使用過程中，雖然系統(tǒng)中稀有氣體的純度能夠滿足要求，但長期維持在85％～90％之間，對檢漏精度存在一定的影響，同時，該稀有氣體干燥回收系統(tǒng)在長期使用后會出現(xiàn)稀有氣體純度不斷降低的問題，只能關(guān)停系統(tǒng)返回工廠重新提純，較為麻煩。

另外，稀有氣體尤其是氦氣屬于戰(zhàn)略性不可再生資源，在我國屬于凈進(jìn)口資源，因此，急需一種能提高稀有氣體使用效率和使用壽命的干燥提純設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決背景技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供了一種稀有氣體干燥提純裝置，解決了稀有氣體長期工作后純度不斷降低的問題。

本實用新型的具體技術(shù)解決方案如下：

所提供的稀有氣體干燥提純裝置，包括依次連接的氣瓶組、氣液分離模塊、干燥凈化模塊和稀有氣體檢漏模塊，還包括用于對稀有氣體進(jìn)行高度提純的稀有氣體提純模塊，所述稀有氣體提純模塊的進(jìn)氣口與干燥凈化模塊的純化氣出口連通，所述稀有氣體提純模塊的出氣口以及所述稀有氣體檢漏模塊的出氣口分別與氣液分離模塊的進(jìn)氣口氣瓶組連通；所述氣體提純模塊用于將稀有氣體的純度提高至96-98％。

還包括增壓機(jī)組，氣瓶組通過增壓機(jī)組與氣液分離模塊連接；所述稀有氣體提純模塊的出氣口以及所述稀有氣體檢漏模塊的出氣口分別與增壓機(jī)組的進(jìn)氣口連通。

上述干燥凈化模塊的純化氣出口與稀有氣體提純模塊連通的管道上設(shè)置有控制閥門；所述控制閥門用于調(diào)節(jié)進(jìn)氣量和控制管道通斷。

上述氣體提純模塊包括串聯(lián)的一級、兩級或多級提純膜。

當(dāng)氣體提純模塊包括串聯(lián)的兩級提純膜時，所述閥門控制10的進(jìn)氣量為干燥凈化模塊的純化氣出口出氣量的1/6-1/2。

上述氣液分離模塊包括從進(jìn)氣口依次串聯(lián)的冷卻器、重型分離器、前置過濾器和除油過濾器；所述干燥凈化模塊包括至少兩個吸附罐，當(dāng)其中一個或多個吸附罐進(jìn)行吸附時，其余吸附罐進(jìn)行再生；所述增壓機(jī)組包括低壓緩沖罐和增壓機(jī)；所述增壓機(jī)為活塞式中壓增壓機(jī)。

還包括粉塵過濾器，設(shè)置在干燥凈化模塊和氣體檢漏室之間。

上述稀有氣體為氦氣。

一種稀有氣體干燥提純方法，包括以下步驟：

1)預(yù)處理：稀有氣體進(jìn)行冷卻以初步分離水分，再經(jīng)除塵除油處理；

2)吸附干燥：預(yù)處理后的稀有氣體經(jīng)吸附劑干燥以進(jìn)一步除水；

3)再生、檢漏及提純：

對吸附劑進(jìn)行加熱再生，再生氣返回步驟1；

吸附干燥后的干燥氣中的70-85％進(jìn)入檢漏室進(jìn)行檢漏，檢漏后的氣體返回步驟1；

吸附干燥后的干燥氣中的剩余氣體經(jīng)一至三級提純膜提純，提純后的氣體返回步驟1。

上述進(jìn)入檢漏室的氣體占干燥氣的80％，所述提純膜為兩級。

本實用新型的優(yōu)點(diǎn)是：

1、由于增設(shè)了稀有氣體提純模塊，本實用新型可以有效提高稀有氣體的純度，確保使用過程中稀有氣體的純度≥98％。

2、由于在干燥凈化模塊的純化氣出口與稀有氣體提純模塊連通的管道上設(shè)置了閥門，本實用新型可根據(jù)使用情況關(guān)閉閥門來更換過度使用以至無法繼續(xù)提純的稀有氣體提純模塊，該閥門不但可以保證系統(tǒng)的長期不間斷工作，同時在稀有氣體純度滿足要求時暫停稀有氣體提純模塊，避免提純過度。

3、本實用新型能提高稀有氣體使用效率5倍以上，還能提高設(shè)備使用壽命。

附圖說明

圖1是本實用新型的系統(tǒng)原理圖；

圖2是本實用新型氣體提純模塊的示意圖。

附圖標(biāo)記如下：1-氣瓶組；2-增壓機(jī)組；3-氣液分離模塊；4-干燥凈化模塊；5-氣體檢漏室；6-氣體提純模塊；7-一級提純膜；8-二級提純膜；9-粉塵過濾器。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型做詳細(xì)說明：

該稀有氣體干燥提純裝置包括依次連接的氣瓶組、氣液分離模塊、干燥凈化模塊、稀有氣體檢漏模塊以及用于對稀有氣體進(jìn)行高度提純的稀有氣體提純模塊，稀有氣體提純模塊的進(jìn)氣口與干燥凈化模塊的純化氣出口連通，稀有氣體提純模塊的出氣口與氣液分離模塊連通。

經(jīng)稀有氣體提純模塊提純的稀有氣體純度≥98％，稀有氣體提純模塊可以選擇多種不同的形式，但無論選取何種形式，均應(yīng)滿足純度要求。例如：由一級提純膜構(gòu)成或兩級提純膜構(gòu)成，當(dāng)提純膜為一級時，較之現(xiàn)有技術(shù)提純效果提高5～8％，兩級提純膜時，提純效果提高15％以上，而當(dāng)提純膜為三級時，經(jīng)實地測量檢索，提純效果降低為5～8％，且成本上升，因此，建議選擇二級提純膜串聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式組成稀有氣體提純模塊。

為了實現(xiàn)進(jìn)氣量調(diào)節(jié)以及便于在線更換提純膜的功能，技術(shù)人員增設(shè)了控制閥門，具體是：將干燥凈化模塊的純化氣出口分別與稀有氣體提純模塊和稀有氣體檢漏模塊的進(jìn)氣口連通，然后干燥凈化模塊的純化氣出口與稀有氣體提純模塊連通的管道上設(shè)置有閥門。

為了滿足提純效果的要求，可以調(diào)整進(jìn)入氣體提純模塊的進(jìn)氣量來實現(xiàn)。當(dāng)提純膜為一級時，可調(diào)整閥門控制進(jìn)入氣體提純模塊的最大進(jìn)氣量為干燥凈化模塊的純化氣出口出氣量的2/5；當(dāng)提純膜為二級時，可調(diào)整閥門控制進(jìn)入氣體提純模塊的最大進(jìn)氣量為干燥凈化模塊的純化氣出口出氣量的1/5。由于一級提純膜占用系統(tǒng)氣量較多，且較難滿足純度要求，因此建議選擇二級提純膜配合1/5進(jìn)氣量進(jìn)行作業(yè)。

以下是該稀有氣體干燥提純裝置的整體說明：

如圖1所示，該稀有氣體干燥提純裝置包括氣瓶組、增壓機(jī)組、氣液分離模塊、干燥凈化模塊和氣體提純模塊；其中增壓機(jī)組包括低壓緩沖罐和增壓機(jī)；氣液分離模塊包括從進(jìn)氣口依次串聯(lián)的冷卻器、重型分離器、前置過濾器和除油過濾器；氣液分離模塊的進(jìn)氣口通過增壓機(jī)組與氣瓶組連接，氣液分離模塊的出氣口與干燥凈化模塊的進(jìn)氣口連接；干燥凈化模塊包括至少兩個吸附罐，當(dāng)其中一個進(jìn)行吸附時，另一個進(jìn)行再生；干燥凈化模塊的再生氣出口與氣瓶組連接，干燥凈化模塊的純化氣出口同時與氣體提純模塊的進(jìn)氣口和氣體檢漏室的進(jìn)氣口連接，氣體提純模塊的出氣口和氣體檢漏室的出氣口與低壓緩沖罐連接。

在本實用新型中，為了使進(jìn)入檢漏室的氣體符合一定的壓力要求，而在緩沖罐與冷卻器之間增加了增壓機(jī)，由于增壓機(jī)通常為活塞式增壓機(jī)，氣流不平穩(wěn)，因此在檢漏室前增加了緩沖儲氣罐，以起到平緩氣流、儲氣，穩(wěn)壓的作用，另外中壓增壓機(jī)也為后續(xù)氣體處理過程中水分的脫除創(chuàng)造了有利條件。

本實用新型中的分離器的作用是對冷卻器輸送過來的氣體進(jìn)行氣液分離，使體積大的水珠從氣體中脫出，脫出的氣體通過排污口排出系統(tǒng)。

為了防止油性物質(zhì)對吸附式干燥器造成影響，而在吸附式干燥器與分離器之間加入了除油過濾器。為了減輕除油過濾器的負(fù)擔(dān)，而在除油過濾器前增加了前置過濾器。前置過濾器的作用是除去氣體中體積較小的水份及油滴，除油過濾器的作用是除去氣體中體積更小的水霧和油霧。

為了除去氣體回收純化過程中所引入的粉塵，本實用新型增加了粉塵過濾器，進(jìn)一步提高氣體的純度。

為了保證該系統(tǒng)既可以提高稀有氣體的純度又可以連續(xù)工作或間斷工作，本實用新型增加了氣體提純模塊，氣體提純模塊包括兩級提純膜，氣體提純模塊的進(jìn)氣口的氣體濃度一般小于或等于75％，經(jīng)過一級提純膜和二級提純膜后氣體濃度大于98％返回到增壓機(jī)組的低壓緩沖罐中。

本實用新型的原理是：

在設(shè)備運(yùn)行的開始不進(jìn)行干燥提純，當(dāng)純度降低至對檢測有影響時，才啟動提純。具體干燥提純過程如下：

從氣瓶組出來的氣體經(jīng)低壓緩沖罐緩沖進(jìn)入增壓機(jī)，經(jīng)增壓后的氣體進(jìn)入冷卻器冷卻，經(jīng)冷卻后的氣體中部分水分凝結(jié)，經(jīng)分離器后，凝結(jié)的大體積水分從氣體中脫出，從分離器出來的氣體中依然含有未除去的一些小體積水分及前序處理過程中引入的油污，這些水分和油污再經(jīng)前置過濾器和除油過濾器而進(jìn)一步脫除，再經(jīng)干燥凈化模塊進(jìn)一步除水，干燥凈化模塊除去的水夾雜在再生氣中而由再生氣出口通過管路進(jìn)入低壓緩沖罐進(jìn)行循環(huán)；從干燥凈化模塊出來的干燥氣體，其中1/6-1/2的氣體進(jìn)入高壓罐，從高壓罐出來的氣體作為示漏氣體進(jìn)入檢漏室，從檢漏室出來的氣體進(jìn)入低壓緩沖罐進(jìn)行循環(huán)；其余氣體進(jìn)入氣體提純模塊經(jīng)過兩級提純膜提純后返回至低壓緩沖罐進(jìn)行循環(huán)。