CN210795773U - 用于氦气回收***的氦气提纯装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于氦气回收***的氦气提纯装置，包括并联设置的两条提纯管路，每条提纯管路上均依次设有进气管、吸附筒、出气管。吸附筒的底部设有与进气管连通的进气口，顶部设有与出气管连通的出气口。吸附筒内填充有用于吸附气体杂质的吸附剂。吸附筒包括内外套设的内筒、外筒，内筒、外筒之间限定形成夹层腔。外筒的外壁上设有与夹层腔连通的冷却进口，冷却进口与冷却液供液装置连接。内筒内设有冷却管，冷却管的进液端延伸出内筒并与夹层腔连通，其出液端依次穿过内筒、外筒并形成冷却出口，冷却出口与用于排空的真空泵连接。本实用新型的氦气提纯装置能够减少吸附剂再生的频次，进而降低再生成本，提高氦气提纯效率。

Description

用于氦气回收***的氦气提纯装置

技术领域

本实用新型涉及氦气回收领域，尤其涉及一种用于氦气回收***的氦气提纯装置。

背景技术

氦气作为稀缺性资源，其广泛应用于制冷、半导体、核反应堆、医疗、金属制造、管道检漏、深海潜水以及超高真空技术等方向。由于氦气是一种稀有的不可再生气体，其储存量极少，但需求量较大，导致氦气产品价格不断升高。因而氦气回收***变得尤为重要。

在氦气回收***中，需要通过吸附剂对回收的氦气进行提纯去杂质。现有的吸附剂在吸附饱和之后需要通过再生工艺重获吸附功能。当需要长时间连续性提纯氦气时，吸附剂的再生频次会大大增加，这不仅会增加吸附剂再生的成本，而且也会影响氦气提纯的效率。

实用新型内容

为克服上述缺点，本实用新型的目的在于提供一种用于氦气回收***的氦气提纯装置，能减少吸附剂再生的频次，降低再生成本，提高氦气提纯的效率。

为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于氦气回收***的氦气提纯装置，包括并联设置的两条提纯管路，每条所述提纯管路上均依次设有进气管、吸附筒、出气管。所述吸附筒的底部设有与所述进气管连通的进气口，顶部设有与所述出气管连通的出气口。所述吸附筒内填充有用于吸附气体杂质的吸附剂。所述吸附筒包括内外套设的内筒、外筒，所述内筒、外筒之间限定形成夹层腔。所述外筒的外壁上设有与所述夹层腔连通的冷却进口，所述冷却进口与冷却液供液装置连接。所述内筒内设有冷却管，所述冷却管的进液端延伸出所述内筒并与所述夹层腔连通，其出液端依次穿过所述内筒、外筒并形成冷却出口，所述冷却出口与用于排空的真空泵连接。

本实用新型的有益效果在于：通过两条提纯管路的设置使得一条提纯管路在进行吸附操作时，另一条提纯管路可进行再生操作，以此通过两条提纯管路的切换使用使得氦气提纯装置能进行连续性提纯操作。吸附时，关闭冷却出口，通过冷却液供液装置向冷却进口输送冷却液，冷却液进入到夹层腔内，并从冷却管的进液端进入到冷却管内，此时夹层腔及置于内筒内的冷却管能分别对内筒壁及内筒内部进行降温，进而降低吸附剂的温度，提高其吸附容量，延长吸附时长；再生时，关闭冷却进口，开启冷却出口，通过真空泵抽出冷却管及夹层腔内的冷却液，使得夹层腔及冷却管内形成真空环境，此时通过再生气对吸附剂进行再生，夹层腔的真空环境能对内筒形成保温作用，进而提高吸附剂的再生效率。本实用新型的氦气提纯装置通过增强吸附剂的吸附容量，间接减少了吸附剂再生的频次，降低再生成本，提高氦气提纯的效率。

进一步来说，所述冷却进口设置在所述外筒上端部的侧壁上，所述冷却出口设置在所述外筒底部；所述冷却管的进液端位于所述内筒远离所述冷却进口的一侧。将冷却进口、冷却管的进液端设置在内筒的两侧，使得冷却液先从冷却进口下行进入到夹层腔内，随着夹层腔内的冷却液水位升高至冷却管的进液端时，再从冷却管的进液端进入到冷却管内，进而实现先对内筒侧壁降温，再对内筒内部降温的功效。

进一步来说，所述冷却液供液装置为液氮罐，所述液氮罐的出液口通过并联的两条冷却管路分别与两个所述吸附筒的冷却进口连接，每条所述冷却管路上均设有独立控制所述冷却管路开启或关闭的电磁阀K1。

进一步来说，所述冷却管为盘管结构，其自上而下盘绕在所述内筒内。通过盘管结构增加了冷却管与内筒内的吸附剂的接触面积，提高了冷却效果。

进一步来说，每个所述吸附筒的出气口上均连接有用于提供再生气的再生气进气管，每个所述吸附筒的进气口上均连接有用于排空再生气的排空管；每条所述再生气进气管上均设有独立控制所述再生气进气管开启或关闭的电磁阀K2，每条所述排空管上均设有独立控制所述排空管开启或关闭的电磁阀K3。

进一步来说，所述冷却出口与真空泵之间还设有电磁阀K4。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的吸附筒的结构示意图。

图中：

1-进气管；2-吸附筒；21-进气口；22-出气口；23-内筒；24-外筒；241-冷却进口；242-冷却出口；3-出气管；4-冷却液供液装置；41-冷却管路；5-冷却管；51-进液端；6-真空泵；7-再生气进气管；8-排空管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例

参见附图1-2所示，本实用新型的一种用于氦气回收***的氦气提纯装置，包括并联设置的两条提纯管路，每条所述提纯管路上均依次设有进气管1、吸附筒2、出气管3。所述吸附筒2的底部设有与所述进气管1连通的进气口21，顶部设有与所述出气管3连通的出气口22。所述吸附筒2内填充有用于吸附气体杂质的吸附剂。所述吸附筒2包括内外套设的内筒23、外筒24，所述内筒23、外筒24之间限定形成夹层腔。所述外筒24的外壁上设有与所述夹层腔连通的冷却进口241，所述冷却进口241与冷却液供液装置4连接。所述内筒23内设有冷却管5。所述冷却管5为盘管结构，其自上而下盘绕在所述内筒23内。所述冷却管5的进液端51延伸出所述内筒23并与所述夹层腔连通，其出液端依次穿过所述内筒23、外筒24并形成冷却出口242，所述冷却出口242与用于排空的真空泵6连接。

通过两条提纯管路的设置使得一条提纯管路在进行吸附操作时，另一条提纯管路可进行再生操作，以此通过两条提纯管路的切换使用使得氦气提纯装置能进行连续性提纯操作。吸附时，关闭冷却出口242，通过冷却液供液装置4向冷却进口242输送冷却液，冷却液进入到夹层腔内，并从冷却管5的进液端51进入到冷却管5内，此时夹层腔及置于内筒23内的冷却管5能分别对内筒23壁及内筒23内部进行降温，进而降低吸附剂的温度，提高其吸附容量，延长吸附时长；再生时，关闭冷却进口241，开启冷却出口242，通过真空泵6抽出冷却管5及夹层腔内的冷却液，使得夹层腔及冷却管5内形成真空环境，此时通过再生气对吸附剂进行再生，夹层腔的真空环境能对内筒23形成保温作用，进而提高吸附剂的再生效率。

优选地，所述冷却进口241设置在所述外筒24上端部的侧壁上，所述冷却出口242设置在所述外筒24底部。所述冷却管5的进液端51位于所述内筒23远离所述冷却进口241的一侧。将冷却进口241、冷却管5的进液端51设置在内筒23的两侧，使得冷却液先从冷却进口241下行进入到夹层腔内，随着夹层腔内的冷却液水位升高至冷却管5的进液端51时，再从冷却管5的进液端51进入到冷却管5内，进而实现先对内筒23侧壁降温，再对内筒23内部降温的功效。

所述冷却液供液装置4为液氮罐，所述液氮罐的出液口通过并联的两条冷却管路41分别与两个所述吸附筒2的冷却进口241连接，每条所述冷却管路41上均设有独立控制所述冷却管路41开启或关闭的电磁阀K1。

每个所述吸附筒2的出气口22上均连接有用于提供再生气的再生气进气管7，每个所述吸附筒2的进气口21上均连接有用于排空再生气的排空管8。每条所述再生气进气管7上均设有独立控制所述再生气进气管7开启或关闭的电磁阀K2，每条所述排空管8上均设有独立控制所述排空管8开启或关闭的电磁阀K3。所述冷却出口242与真空泵6之间还设有电磁阀K4。每条所述进气管1上均设有独立控制所述进气管1开启或关闭的电磁阀K5，每条所述出气管3上均设有独立控制所述出气管3开启或关闭的电磁阀K6。

如图1所示，为了便于理解，将左侧的吸附筒命名为吸附筒A、右侧的吸附筒命名为吸附筒B。其具体工作过程为：吸附筒A在进行吸附操作时，开启左侧的电磁阀K1,液氮罐向吸附筒A的进气口输入液氮，液氮进入到夹层腔内后，随着水位的上升，从冷却管的进液端进入到冷却管内，此时夹层腔及置于内筒内的冷却管能分别对内筒壁及内筒内部进行降温；而待提纯氦气经由左侧的电磁阀K5进入到吸附筒A的进气口，经过降温后的吸附剂吸附后从吸附筒A的出气口经由左侧的电磁阀K6进入到下一工位；同时，吸附筒B同步进行再生操作，开启右侧的电磁阀K4、真空泵，关闭右侧的电磁阀K1，通过真空泵对冷却管及夹层腔内的液氮进行抽离，而再生气经由右侧的电磁阀K2进入到吸附筒B的出气口内，对吸附剂进行再生后从吸附筒B的进气口经由右侧的电磁阀K3进行排空。

以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于氦气回收***的氦气提纯装置，包括并联设置的两条提纯管路，每条所述提纯管路上均依次设有进气管、吸附筒、出气管；所述吸附筒的底部设有与所述进气管连通的进气口，顶部设有与所述出气管连通的出气口；所述吸附筒内填充有用于吸附气体杂质的吸附剂；其特征在于：所述吸附筒包括内外套设的内筒、外筒，所述内筒、外筒之间限定形成夹层腔；所述外筒的外壁上设有与所述夹层腔连通的冷却进口，所述冷却进口与冷却液供液装置连接；所述内筒内设有冷却管，所述冷却管的进液端延伸出所述内筒并与所述夹层腔连通，其出液端依次穿过所述内筒、外筒并形成冷却出口，所述冷却出口与用于排空的真空泵连接。

2.根据权利要求1所述的氦气提纯装置，其特征在于：所述冷却进口设置在所述外筒上端部的侧壁上，所述冷却出口设置在所述外筒的底部；所述冷却管的进液端位于所述内筒远离所述冷却进口的一侧。

3.根据权利要求2所述的氦气提纯装置，其特征在于：所述冷却液供液装置为液氮罐，所述液氮罐的出液口通过并联的两条冷却管路分别与两个所述吸附筒的冷却进口连接，每条所述冷却管路上均设有独立控制所述冷却管路开启或关闭的电磁阀K1。

4.根据权利要求1所述的氦气提纯装置，其特征在于：所述冷却管为盘管结构，其自上而下盘绕在所述内筒内。

5.根据权利要求1-4任一所述的氦气提纯装置，其特征在于：每个所述吸附筒的出气口上均连接有用于提供再生气的再生气进气管，每个所述吸附筒的进气口上均连接有用于排空再生气的排空管；每条所述再生气进气管上均设有独立控制所述再生气进气管开启或关闭的电磁阀K2，每条所述排空管上均设有独立控制所述排空管开启或关闭的电磁阀K3。

6.根据权利要求1所述的氦气提纯装置，其特征在于：所述冷却出口与真空泵之间还设有电磁阀K4。

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