预览加载中,请您耐心等待几秒...
1/10
2/10
3/10
4/10
5/10
6/10
7/10
8/10
9/10
10/10

在线预览结束,喜欢就下载吧,查找使用更方便

如果您无法下载资料,请参考说明:

1、部分资料下载需要金币,请确保您的账户上有足够的金币

2、已购买过的文档,再次下载不重复扣费

3、资料包下载后请先用软件解压,在使用对应软件打开

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113353901A(43)申请公布日2021.09.07(21)申请号202110544128.4(22)申请日2021.05.19(71)申请人天津大学地址300350天津市津南区海河教育园雅观路135号天津大学北洋园校区(72)发明人张东辉管仲博沈圆辉李文彬(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人琪琛(51)Int.Cl.C01B23/00(2006.01)C10L3/10(2006.01)B01D53/047(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种富集天然气中氦气系统和工艺(57)摘要本发明属于气体分离技术领域,公开了一种富集天然气中氦气系统和工艺,以沸石分子筛作为分离材料,以双回流变压吸附为分离技术,对天然气中的甲烷和微量氦气进行分离,达到获取高纯度甲烷和富集氦气至国际公认标准纯度的目的。本发明通过专用吸附剂对氦气甲烷实现优良分离,结合双回流装置特性,合理的设置时序能够分理出高纯度的甲烷气体和富氦产品气,而且保持较高的回收率;工艺简单,能耗低,富集的氦气纯度为原来的20~30倍,有助于解决我国氦气资源纯度普遍较低,以及长期依赖进口的现状。CN113353901ACN113353901A权利要求书1/2页1.一种富集天然气中氦气系统,其特征在于,包括第一压缩机、第一吸附塔、第二吸附塔、第二压缩机、甲烷产品气储罐、富氦产品气储罐;所述第一吸附塔和所述第二吸附塔内均装填有沸石分子筛分离材料;所述第一压缩机的入口与进料口相连,所述第一压缩机的出口分别通过第一阀门与所述第一吸附塔塔身的进料口相连、第二阀门与所述第二吸附塔塔身的进料口相连;所述第一吸附塔的塔顶连接口通过第三阀门与富氦产品气储罐的入口相连,所述富氦产品气储罐的出口通过第四阀门与所述第一吸附塔的塔顶连接口相连;所述第一吸附塔的塔底连接口通过第五阀门与所述甲烷产品气储罐的入口相连,所述甲烷产品气储罐的出口通过第六阀门与所述第二压缩机的入口相连,所述第二压缩机的出口通过第七阀门与所述第一吸附塔的塔底连接口相连;所述第二吸附塔的塔顶连接口通过第八阀门与所述富氦产品气储罐的入口相连,所述富氦产品气储罐的出口通过第九阀门与所述第二吸附塔的塔顶连接口相连;所述第二吸附塔的塔底连接口通过第十阀门与所述甲烷产品气储罐的入口相连,所述甲烷产品气储罐的出口通过第六阀门与所述第二压缩机的入口相连,所述第二压缩机的出口通过第十一阀门与所述第二吸附塔的塔底连接口相连。所述第一吸附塔的塔顶连接口与第二吸附塔的塔顶连接口通过第十四阀门相连。2.根据权利要求1所述的一种富集天然气中氦气系统,其特征在于,所述沸石分子筛分离材料的比表面积为550‑750m2/g。3.根据权利要求1所述的一种富集天然气中氦气系统,其特征在于,所述沸石分子筛分离材料的孔容为0.25‑0.35cm3/g;平均孔径为1.0‑2.0nm。4.根据权利要求1‑3中任一项所述的一种富集天然气中氦气系统,其特征在于,所述富氦产品气储罐通过第十二阀门与氮气产品气出料口相连;所述甲烷产品气储罐通过第十三阀门与甲烷产品气出料口相连。5.根据权利要求1‑3中任一项所述的一种富集天然气中氦气系统,其特征在于,还包括真空泵;所述第一吸附塔的塔底连接口通过所述第五阀门与所述真空泵的入口相连,所述真空泵的出口与所述甲烷产品气储罐的入口相连;所述第二吸附塔的塔底连接口通过所述第十阀门与所述真空泵的入口相连,所述真空泵的出口与所述甲烷产品气储罐的入口相连。6.一种基于权利要求1‑5中任一项系统的富集天然气中氦气工艺,其特征在于,包括如下循环过程:开启所述第二阀门、所述第三阀门、所述第六阀门、所述第七阀门、所述第九阀门、所述第十阀门、所述第十二阀门、所述第十三阀门;所述第一吸附塔开始吸附,所述第二吸附塔开始解吸;煤层气由所述第一压缩机从所述第二吸附塔塔身的进料口进料,所述富氦产品气储罐中的部分气体通入所述第二吸附塔完成塔顶冲洗,并且所述第二吸附塔排出的甲烷通入所述甲烷产品气储罐,所述甲烷产品气储罐中部分甲烷由所述甲烷产品气出料口排出,其余部分甲烷通过所述压缩机进入所述第一吸附塔,甲烷和氦气混合气通过所述第一吸附塔的吸附后进入所述富氦产品气储罐,且部分富氦产品气由富氦产品气出料口排出;吸附/解吸完成后,关闭所述第二阀门、所述第三阀门、所述第六阀门、所述第七阀门、所述第九阀门、所述第十阀门、所述第十二阀门、所述第十三阀门;开启所述第十四阀门,完2CN113353901A权利要求书2/2页成所述第一吸附塔和所述第二吸附塔的均压工作;均压完成后,关闭所述第十四阀门;开启所述第五阀门、所述第六阀门和所述第十一阀门,完成所述第一吸附