【技术实现步骤摘要】
本申请涉及氦气的生产，特别涉及一种氦气提取系统。
技术介绍
1、天然气分离法是目前生产氦气的主要方法。从天然气中提取氦气的工艺主要包括非低温法和低温法。非低温法采用膜分离和变压吸附结合的方式，通过特殊材料制成的半透膜将天然气中的气体组分分离，从而提高气体组分中氦气的浓度，然后通过活性炭或其它吸附材料吸附天然气中的杂质，再通过多次吸附和再生步骤，逐步提纯氦气。低温法提氦工艺采用液氮作为冷源，将bog(boil-off gas，闪蒸汽)气冷却液化，通过多级冷凝分离达到提取粗氦的目的，再在低温下吸附去除其它杂质达到对氦气进行提纯的目的。
2、但是，非低温法中分离膜容易受到污染和损害，寿命较短，需定期更换，后期投入成本大。另外，膜分离技术的选择性受到膜材料和分离膜孔径的限制，对于一些分子大小相近的气体分子，分离效果可能不理想。此外，膜分离技术对气体流量和压力的要求较高，需要进行精确的控制和调节。低温法提取氦气需要消耗大量液氮，配套设备众多，操作复杂，能耗较高，初期投入成本大。
3、可见，现有技术还有待改进和提高。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足之处，本申请的目的在于提供一种氦气提取系统，旨在降低氦气制备的操作难度和生产成本。
2、为了达到上述目的，本申请采取了以下技术方案：
3、本申请一方面公开了一种氦气提取系统，用于bog中氦气的提取，所述提取系统包括：低温精馏装置、催化脱氢装置、干燥装置和变压吸附装置，所述低温精馏装置、催化脱氢
4、其中，所述低温精馏装置包括第一压缩机、换热器、精馏塔、冷凝蒸发器气液分离器和第二压缩机，所述第一压缩机的入口端能够与bog气源连接，所述第一压缩机、精馏塔、冷凝蒸发器和气液分离器依次管路连接，且所述第一压缩机与所述bog气源之间的连接管路以及所述第一压缩机与所述精馏塔之间的连接管路分别通过所述换热器，所述第二压缩机与所述冷凝蒸发器之间形成循环回路。
5、本申请的一些实施例中，所述精馏塔包括塔釜、精馏段和封头，所述塔釜中设置有重沸器，所述重沸器包括进气口和第一出口，所述进气口与所述第一压缩机的出口端通过第二管道连接，且所述第二管道通过所述换热器；所述第一出口通过第三管道与所述精馏段连通；所述塔釜底部设置有第二出口，所述第二出口能够连接燃料气回收管道；所述封头上设置有第三出口，所述冷凝蒸发器设置有进料口，所述第三出口与所述进料口通过第四管道连接。
6、本申请的一些实施例中，所述气液分离器设置有第四出口和第一回流口，所述第四出口与所述催化脱氢装置连接，所述第一回流口与所述精馏塔连接。
7、本申请的一些实施例中，所述冷凝蒸发器包括冷却剂入口和冷却剂出口，所述第二压缩机包括第五入口和第五出口，所述第五出口与所述冷却剂入口之间通过第一循环管道连接，所述冷却剂出口与所述第五入口之间通过第二循环管道连接，所述第一循环管道和所述第二循环管道分别通过所述换热器。
8、本申请的一些实施例中，催化脱氢装置包括除氢反应器、第一冷却器和第一水分离器，所述除氢反应器的进气端与所述气液分离器通过第六管道连接，所述除氢反应器的出气端与所述第一冷却器、第一水分离器通过第七管道依次连接；所述除氢反应器的进气端还与氧气气源连接。
9、本申请的一些实施例中，所述干燥装置包括依次管路连接的预冷器、第二水分离器和干燥器，所述预冷器还设置于所述冷凝蒸发器与所述第一压缩机之间的循环管路上。
10、本申请的一些实施例中，所述干燥器包括第一干燥单元和第二干燥单元，所述第一干燥单元包括第六入口和第六出口，所述第六入口与所述第二水分离器连接，所述第六出口与所述变压吸附装置连接；所述第二干燥单元与所述第一干燥单元连通，所述第二干燥单元包括第七出口和第七入口，所述第七出口与所述第七管道连通于所述除氢反应器与所述第一冷却器之间，所述变压吸附装置设置有第二回流口，所述第七入口与所述第二回流口通过第十四管道连接，所述第十四管道与所述精馏塔之间通过第十三管道连接。
11、本申请的一些实施例中，所述第十三管道通过所述换热器。
12、本申请的一些实施例中，所述变压吸附装置还包括第九出口，所述第九出口用于排出提纯后的氦气。
13、本申请的一些实施例中，所述第十四管道上设置有第三压缩机，所述第三压缩机的进气端朝向所述变压吸附装置。
14、本申请的一些实施例中，所述提取系统还包括膜压机和汇流排，所述膜压机的入口端与所述第九出口连接，所述膜压机的出口端与所述汇流排连接，所述汇流排用于氦气的充装。
15、有益效果：
16、本申请提供了一种氦气提取系统，通过设置依次管路连接的低温精馏装置、催化脱氢装置、干燥装置以及变压吸附装置能够实现先提高混合气体中氦气的浓度，再逐步除去杂质气体，得到高纯度的氦气；该提取系统中各装置的布局合理，结构简单，低温精馏装置只设置了一个换热器，减小了动设备和静设备的数量，降低了设备投入成本；此外，变压吸附装置采用常温变压吸附装置，节省了冷源，降低了能耗和操作难度，还降低了设备对材料的要求。
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1.一种氦气提取系统，其特征在于，用于BOG中氦气的提取，所述提取系统包括：
2.根据权利要求1所述的氦气提取系统，其特征在于，所述精馏塔包括塔釜、精馏段和封头，所述塔釜中设置有重沸器，所述重沸器包括进气口和第一出口，所述进气口与所述第一压缩机的出口端通过第二管道连接，且所述第二管道通过所述换热器；所述第一出口通过第三管道与所述精馏段连通；所述塔釜的底部设置有第二出口，所述第二出口能够连接燃料气回收管道；所述封头上设置有第三出口，所述冷凝蒸发器设置有进料口，所述第三出口与所述进料口通过第四管道连接。
3.根据权利要求2所述的氦气提取系统，其特征在于，所述气液分离器设置有第四出口和第一回流口，所述第四出口与所述催化脱氢装置连接，所述第一回流口与所述精馏塔连接。
4.根据权利要求1所述的氦气提取系统，其特征在于，所述冷凝蒸发器包括冷却剂入口和冷却剂出口，所述第二压缩机包括第五入口和第五出口，所述第五出口与所述冷却剂入口之间通过第一循环管道连接，所述冷却剂出口与所述第五入口之间通过第二循环管道连接，所述第一循环管道和所述第二循环管道分别通过所述换热器
5.根据权利要求1所述的氦气提取系统，其特征在于，催化脱氢装置包括：
6.根据权利要求5所述的氦气提取系统，其特征在于，所述干燥装置包括依次管路连接的预冷器、第二水分离器和干燥器，所述预冷器还设置于所述冷凝蒸发器与所述第一压缩机之间的循环管路上。
7.根据权利要求6所述的氦气提取系统，其特征在于，所述干燥器包括：
8.根据权利要求7所述的氦气提取系统，其特征在于，所述第十三管道通过所述换热器。
9.根据权利要求7所述的氦气提取系统，其特征在于，所述变压吸附装置还包括第九出口，所述第九出口用于排出提纯后的氦气。
10.根据权利要求7所述的氦气提取系统，其特征在于，所述第十四管道上设置有第三压缩机，所述第三压缩机的进气端朝向所述变压吸附装置。
11.根据权利要求9所述的氦气提取系统，其特征在于，所述提取系统还包括膜压机和汇流排，所述膜压机的入口端与所述第九出口连接，所述膜压机的出口端与所述汇流排连接，所述汇流排用于氦气的充装。
...【技术特征摘要】
1.一种氦气提取系统，其特征在于，用于bog中氦气的提取，所述提取系统包括：
2.根据权利要求1所述的氦气提取系统，其特征在于，所述精馏塔包括塔釜、精馏段和封头，所述塔釜中设置有重沸器，所述重沸器包括进气口和第一出口，所述进气口与所述第一压缩机的出口端通过第二管道连接，且所述第二管道通过所述换热器；所述第一出口通过第三管道与所述精馏段连通；所述塔釜的底部设置有第二出口，所述第二出口能够连接燃料气回收管道；所述封头上设置有第三出口，所述冷凝蒸发器设置有进料口，所述第三出口与所述进料口通过第四管道连接。
3.根据权利要求2所述的氦气提取系统，其特征在于，所述气液分离器设置有第四出口和第一回流口，所述第四出口与所述催化脱氢装置连接，所述第一回流口与所述精馏塔连接。
4.根据权利要求1所述的氦气提取系统，其特征在于，所述冷凝蒸发器包括冷却剂入口和冷却剂出口，所述第二压缩机包括第五入口和第五出口，所述第五出口与所述冷却剂入口之间通过第一循环管道连接，所述冷却剂出口与所述第五入口之间通过第二循环管道连接，所述第一循环管道...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟繁宇，李富强，马林，
申请(专利权)人：辽宁中集哈深冷气体液化设备有限公司，
类型：新型
国别省市：
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