稀有氣體提取設備:是從原料氣中提取氬、氖、氦、氪和氙氣等稀有氣體的分離設 -百科知識中文網

稀有氣體提取設備

英文名

raregasrecoveryplant

氬提取設備工作原理

從空氣分離設備的精餾塔的上塔中部氬濃集區抽取含氬 8～12％的氬餾分，作為原料氣，並把它導入粗氬塔進行預分離，獲得粗氬（大致組成為含氬96％，含氧1.5％，含氮2.5％）。粗氬在換熱器復熱後被氬壓縮機加壓，並通過鈀觸媒催化器用加氫法除去氧；然後經冷卻器、氟利昂冷卻器、水分離器並由分子篩乾燥器吸附水分而變為工藝氬。工藝氬重新進入另一換熱器，被冷卻後進入精氬塔進行氬氮精餾，從而變為高純度液氬（含氬99.999％），並注入精液氬貯槽。最後，精液氬被液氬泵加壓至要求的使用壓力，並在氣化器中加熱氣化後，即可充瓶或通過管道輸運到使用點。

這種設備的工作原理是先加氫除氧，然後在精氬塔中分離氮和氬；也可以利用分子篩吸附器，在液氧或液態空氣的蒸發溫度下同時吸附粗氬中的氧和氮，獲得含氬為99.99％的精氬氣,再用膜式壓縮機加壓充瓶。合成氨弛放氣中含氬3～8％，也可設定氬塔提取氬。
　

氖、氦提取設備的工作原理

從空氣分離設備精餾塔的下塔頂部冷凝蒸發器的氖、氦濃集區抽取原料氣(其組分除氖、氦外還有氮和少量氫)，然後將原料氣導入粗氖、氦塔，在深低溫下將氖、氦氣濃縮和預分離，獲得粗氖、氦混合氣（組分為含氖和氦50～60％，其餘為氮和氫）。混合氣在換熱器復熱後通往催化器，用加氧法除氫，再用吸附器清除所生成的水。混合氣中的氮和少量氧用冷凝器和吸附器在深低溫下除去，從而獲得純的氖、氦混合氣。以上所述是工作的第一步。第二步工作是把氖、氦分離，把氖、氦混合氣在壓縮機中加壓後通入預冷器和液化器，在此經降溫後通入節流閥,獲得液氖和粗氦氣。液氖中含有少量氦,液氖在精餾塔中與少量氦分離,獲得高純度氖(含氖99.99％)。粗氦氣則用活性碳吸附器在低溫下去掉氖，從而製得高純度氦（含氦99.99％）。從空氣分離設備中提取氦,因含量極微，產量少，成本高；需要大量氦氣時主要從天然氣中提取,只要天然氣中含氦高於0.2％就有提取的價值。對於氖氣，只能從空氣分離設備中提取。

氪、氙提取設備

從原料氣（或液體原料）中提取氪、氙的氣體分離設備。它的工作原理為：從空氣分離設備精餾塔的上塔底部抽取一部分液氧作為原料（溶解在液氧中的氪、氙含量通常只有百萬分之三十到四十），在第一氪塔中，通過蒸發，使其濃縮近百倍，但同時甲烷和少量乙炔也被增濃,從塔底排出的稱為貧氪,經升溫後導入催化器中,除去碳氫化合物,生成的水和二氧化碳,再經分子篩吸附掉。貧氪導入第二氪塔，在深低溫下預分離，在塔底獲得粗氪、氙混合液體(含氪和氙約50％)。為了進一步濃縮,粗氪、氙液體要加以氣化升溫,用催化器和分子篩吸附器清除碳氫化合物、水和二氧化碳，以免產生爆炸。然後，粗氪、氙在第三氪塔中用間歇操作法作再次預分離，獲得工藝氪和工藝氙(純度約為99％)。工藝氪通入除氧器後獲得高純度氪(含氪 99.99％)。工藝氙經升溫後在催化器中除去甲烷、氧、氫等易爆雜質，最後還要經過兩道手續：第一道是在裝有金屬吸氣劑的吸收器中吸收氧化亞氮和微量甲烷、氧、氮；第二道用活性碳吸附器吸附氙，清除微量雜質後，經過解吸獲得高純度氙（含氙99.99％）。

配圖

通用機械

稀有氣體提取設備