一種沒有氦氣損失的含氦水溶氣脫濕方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種沒有氦氣損失的含氦水溶氣脫濕方法，包括如下步驟：（1）采用壓縮機將含氦水溶氣進行壓縮；進行冷卻、分液，其中水含量降至0.5?2%；分液后的壓縮含氦水溶氣送入冷干機進一步脫濕，將水含量降至5000 ppm以下；冷干機出口的較為干燥的含氦氣體送入脫濕膜分離器，將含水量降至100ppm以下；脫濕膜非滲透氣出口的干燥氣體送入氦氣提取膜分離器提取氦氣；氦氣提取膜分離器非滲透側出口部分氣體返回脫濕膜分離器滲透側入口吹掃；滲透氣由滲透側出口送往界外；脫濕膜分離器滲透側水汽及吹掃氣出口得到的含水氣體通過真空泵抽送出界外。
【專利說明】
一種沒有氦氣損失的含氦水溶氣脫濕方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及氦氣提取領域，具體為含氦水溶氣脫濕方法。
【背景技術】
[0002]隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，氦氣應用領域愈加廣闊，我國氦氣資源貧乏。含氦水溶氣的發(fā)現(xiàn)為我國氦氣資源開發(fā)指出了一個新的方向，而我國乃至全世界水溶氦氣提取技術尚無先例。含氦水溶氣中含有大量的水蒸氣，對氦氣精制影響很大，無論用何種方式提取氦氣都需要將水蒸氣除掉。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所解決的技術問題在于提供一種沒有氦氣損失的含氦水溶氣脫濕方法，從而解決上述【背景技術】中的問題。
[0004]本發(fā)明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現(xiàn):(I)采用壓縮機將含氦水溶氣(常溫-1oo°c，含水約1-80%，含氦氣0.1%?10%，其余為甲烷、氮氣)進行壓縮，一般壓縮至0.2-1.0MPa；
(2)將步驟(I)得到的壓縮含氦水溶氣進行冷卻、分液，其中水含量降至約0.5-2%;
(3)將步驟(2)分液后的壓縮含氦水溶氣送入冷干機進一步脫濕，將水含量降至5000ppm以下(0_10°C);
(4)將步驟(3)冷干機出口的較為干燥的含氦氣體送入脫濕膜分離器，脫濕膜為強親水性材料，僅水汽可透過，其它氣體組分不透過?？蓪⒑拷抵?0ppm以下；
(5)將步驟(4)脫濕膜非滲透氣出口的干燥氣體(0.2-1.0MPa)送入氦氦氣提取膜分離器提取氦氣；
(6)將步驟(5)的氦氣提取膜分離器非滲透側(0.2-1.0MPa)出口部分氣體返回步驟(3)中的脫濕膜分離器滲透側入口吹掃;滲透氣(含氦10%?90%)由滲透側出口送往界外；
(7)將步驟(6)脫濕膜分離器滲透側水汽及吹掃氣出口得到的含水(根據(jù)溫度及吹掃氣量不同，含水量可達0.1?4%)氣體通過真空栗抽送出界外。
[0005]步驟(4)脫濕膜滲透側吹掃氣體為步驟(6)的非滲透氣(尾氣)。
[0006]步驟(7)脫濕膜分離器滲透側氣體水含量約為0.1?4%。
[0007]由于采用了以上技術方案，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明含氦水溶氣脫濕方法所用脫濕膜為強親水性材料，僅水汽可透過，其它氣體組分不透過，在脫濕過程中不會造成氦氣損失。本發(fā)明含氦水溶氣脫濕方法利用了膜分離技術膜分離器非滲透氣(尾氣)含水量低的特點，同時非滲透氣壓力又較低(0.05?0.1MPa)，利用其中一部分作為脫濕膜分離器滲透側吹掃氣，不需要額外設置干燥的吹掃氣源，同時可有效降低脫濕膜滲透測水汽分壓，保證脫濕效果。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的流程示意圖。
[0009]圖中1、壓縮機;2、冷干機;3、脫濕膜分離器;4、脫濕膜分離器非滲透側；5、脫濕膜分離器滲透側;6、脫濕膜分離器非滲透氣；7、真空栗;8、脫濕膜分離器滲透氣；9、氦膜分離器；10、氦膜分離器非滲透側；11、氦膜分離器滲透側；12、氦膜分離器滲透氣；13、吹掃氣；14、氦膜分離器非滲透氣。
【具體實施方式】
[0010]如圖1所示，(I)采用壓縮機I將含氦水溶氣(常溫-1oo°c，含水約1-80%，含氦氣0.1%?10%，其余為甲烷、氮氣)進行壓縮，一般壓縮至0.2-1.0MPa ；
(2)將步驟(I)得到的壓縮含氦水溶氣進行冷卻、分液，其中水含量降至約0.5-2%;
(3)將步驟(2)分液后的壓縮含氦水溶氣送入冷干機2進一步脫濕，將水含量降至5000ppm以下(0_10°C);
(4)將步驟(3)冷干機2出口的較為干燥的含氦氣體送入脫濕膜分離器3，脫濕膜為強親水性材料，僅水汽可透過，其它氣體組分不透過。可將含水量降至10ppm以下。其優(yōu)選的脫濕膜為全富磺酸聚合膜。
[0011 ] (5)將步驟(4)脫濕膜非滲透氣4出口的干燥氣體(0.2-1.0MPa)送入氦氣提取膜分離器9提取氦氣；
(6)將步驟(5)的氦氣提取膜分離器9的非滲透側10(0.2-1.0MPa)出口部分氣體返回步驟(3 )中的脫濕膜分離器滲透側5入口吹掃;滲透氣12 (含氦10%?90%)由滲透側11出口送往界外；
(7)將步驟(6)脫濕膜分離器滲透側5水汽及吹掃氣13出口得到的含水(根據(jù)溫度及吹掃氣量不同，含水量可達0.1?4%)氣體通過真空栗7抽送出界外。
[0012]步驟(4)脫濕膜滲透側5吹掃氣體為步驟(6 )的非滲透氣14 (尾氣)。
[0013]步驟(7)脫濕膜分離器滲透側5氣體水含量約為0.1?4%。
[0014]步驟I)將含氦水溶氣進行壓縮至0.2-1.0MPa。
[0015]本發(fā)明含氦水溶氣脫濕方法所用脫濕膜為強親水性材料，僅水汽可透過，其它氣體組分不透過，在脫濕過程中不會造成氦氣損失。本發(fā)明含氦水溶氣脫濕方法利用了膜分離技術膜分離器非滲透氣(尾氣)含水量低的特點，同時非滲透氣壓力又較低(0.05?
0.1MPa)，利用其中一部分作為脫濕膜分離器滲透側吹掃氣，不需要額外設置干燥的吹掃氣源，同時可有效降低脫濕膜滲透測水汽分壓，保證脫濕效果。
【主權項】
1.一種沒有氦氣損失的含氦水溶氣脫濕方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)采用壓縮機將含氦水溶氣進行壓縮； (2)將步驟(I)得到的壓縮含氦水溶氣進行冷卻、分液，其中水含量降至0.5-2%; (3)將步驟(2)分液后的壓縮含氦水溶氣送入冷干機進一步脫濕，將水含量降至5000ppm以下； (4)將步驟(3)冷干機出口的較為干燥的含氦氣體送入脫濕膜分離器，，將含水量降至10ppm 以下； (5)將步驟(4)脫濕膜非滲透氣出口的干燥氣體送入氦氣提取膜分離器提取氦氣； (6)將步驟(5)的氦氣提取膜分離器非滲透側出口部分氣體返回步驟(3)中的脫濕膜分離器滲透側入口吹掃;滲透氣由滲透側出口送往界外； (7)將步驟(6)脫濕膜分離器滲透側水汽及吹掃氣出口得到的含水氣體通過真空栗抽送出界外。2.如權利要求1所述的一種沒有氦氣損失的含氦水溶氣脫濕方法，其特征在于:步驟(I)將含氦水溶氣進行壓縮至0.2-1.0MPa03.如權利要求1所述的一種沒有氦氣損失的含氦水溶氣脫濕方法，其特征在于:步驟(4)脫濕膜滲透側吹掃氣體為步驟(6)的非滲透氣。4.如權利要求1所述的一種沒有氦氣損失的含氦水溶氣脫濕方法，其特征在于:步驟(4)脫濕膜為強親水性材料，僅水汽可透過，其它氣體組分不透過。5.如權利要求4所述的一種沒有氦氣損失的含氦水溶氣脫濕方法，其特征在于:所述脫濕膜為全富磺酸聚合膜。6.如權利要求1所述的一種沒有氦氣損失的含氦水溶氣脫濕方法，其特征在于:步驟(7)脫濕膜分離器滲透側氣體水含量約為0.1?4%。
【文檔編號】B01D53/26GK105879594SQ201610358126
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】徐徜徉, 林立, 康元熙, 陳勇, 周奕亮, 羅宗敏, 單世東, 楊文皓, 張桂花
【申請人】天邦膜技術國家工程研究中心有限責任公司