一种天然气提氦装置的制作方法

本发明涉及天然气提氦，具体的说是一种天然气提氦装置。

背景技术：

1、天然气提氦是工业获取高纯氦的主流路径，氦气作为稀有战略资源，主要赋存于天然气中，工艺以深冷精馏为主，先对原料气脱硫、脱水、脱碳净化，避免低温冻堵，再经多级制冷至-160℃以下，利用沸点差异使甲烷、氮气等重组分液化，氦气以气相富集于塔顶，得到60%–85%粗氦。后续经催化脱氢、低温吸附、膜分离等精制，脱除微量氢、氖、氮，最终获得99.999%以上高纯氦。

2、现有的低温精馏塔通过低温分离气相的氦气和液相的氮气，但是氦气在低温液氮中存在一定溶解度，塔内液相回流及塔底采出过程中，由于低温精馏塔的温度较低，部分氦气易凝结溶解于液相组分中随塔底液体排出系统，造成氦气直接流失。加之原料气组分波动、塔内易出现沟流、漏液及雾沫夹带等问题，进一步加剧分离不彻底的现象，不仅降低氦气回收率，还会增加后续精制工序负荷，提升整体能耗与生产成本，难以满足高效、低损提氦的工业化生产需求。

技术实现思路

1、针对现有技术中的问题，本发明提供了一种天然气提氦装置。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种天然气提氦装置，包括冷凝筒的内部设置有用于分离氦气和氮气的分离组件，所述冷凝筒的内部上端设置有用于收集氦气的收集组件，所述冷凝筒的下端设置有冷凝分离氦气和氮气的冷凝组件，所述冷凝筒的下端设置有用于排放液态氮气的排放组件；

3、所述分离组件包括固定板，所述固定板固定连接在冷凝筒的内壁上，所述固定板的表面上开设有插孔，所述插孔的内部插接有插杆，所述插杆的两端均螺纹连接有螺帽，所述插杆的下端活动套接有套筒，所述套筒的表面上嵌设有浮力盒，所述浮力盒的内部嵌设有多个圆筒，所述固定板的表面上开设有多个通孔。

4、具体的，所述固定板的下表面上固定连接有橡胶板，所述橡胶板的表面上开设有与通孔对应的圆孔。

5、具体的，所述收集组件包括挤压板，所述挤压板滑动套接在冷凝筒的内壁上，所述挤压板的表面上开设有四个限位孔，所述限位孔活动套接在插杆的表面上，所述挤压板的上表面嵌设有排放管，所述排放管的上端固定连接有抽吸泵，所述冷凝筒的上表面上开设有套孔，所述排放管活动套接在套孔内部，所述冷凝筒的上表面中心处嵌设有液压缸。

6、具体的，所述液压缸的下端外壁上固定套接有两个夹板，所述夹板卡接在冷凝筒的上端外壁内外两侧。

7、具体的，所述冷凝组件包括冷凝箱，所述冷凝箱固定套接在冷凝筒的外壁上，所述冷凝箱的两侧内壁上对称嵌设有多个连接管，所述连接管相互靠近的一端固定连接有同一个环形管，所述冷凝箱的外壁上对称固定连接有冷凝水泵，所述冷凝筒的下端外壁上嵌设有输气管，所述输气管的另一端固定连接有输气阀，所述输气管位于冷凝筒内部一端固定连接有圆盒，所述圆盒的上表面开设有多个气孔，所述圆盒的上端内壁上固定连接有气液分离膜。

8、具体的，所述圆盒的下端内壁上固定连接有多个支撑块，所述支撑块的上端固定连接有支撑格栅。

9、具体的，所述排放组件包括支撑框，所述支撑框卡接在冷凝筒的下端外壁上，所述支撑框的下表面固定连接有多个立柱，所述立柱的下表面固定连接有支撑环，所述冷凝筒的下表面中心处嵌设有收集锥筒，所述收集锥筒的下端固定连接有排放阀。

10、本发明的有益效果：

11、（1）本发明所述的一种天然气提氦装置，通过冷凝筒对氦气和氮气进行冷凝分离，混合气体通过输气阀和气孔进入冷凝箱内部后，氮气冷凝液化沉底，氦气保持气相向上移动，通过静置箱体对混合气体进行冷凝分离，可以使用高于低温精馏塔的温度对混合气体进行冷凝分离，然后通过浮力盒随液氮液位自动升降，配合橡胶板与固定板的密封贴合，使气液分离排放，避免冷凝分离时温度较低导致部分氦气液化的情况发生，防止氦气流失。

12、（2）本发明所述的一种天然气提氦装置，通过环形均匀制冷设计，配合圆盒内气液分离膜与支撑格栅的预处理结构，使混合气体进气更均匀、气液初步分离更高效，避免局部制冷不均、气液混合紊乱问题，装置运行稳定性大幅提升，分离组件的浮力升降结构无需额外动力驱动，依靠液氮浮力自动调节密封状态，结构简单、故障率低，可实现24小时连续稳定分离，满足工业提氦的连续性、高效性需求。

13、（3）本发明所述的一种天然气提氦装置，通过液压缸驱动挤压板下压，快速压缩冷凝筒上部的氦气富集区，配合抽吸泵实现氦气即时、高效导出，大幅缩短氦气富集与收集时间，提升单位时间内的提氦量。挤压板沿插杆定向滑动，运行平稳无偏移，确保氦气收集过程无泄漏、无残留，简化传统提氦工艺中复杂的气相收集流程，提升整体提氦效率。

1.一种天然气提氦装置，包括冷凝筒（1）的内部设置有用于分离氦气和氮气的分离组件（2），所述冷凝筒（1）的内部上端设置有用于收集氦气的收集组件（3），所述冷凝筒（1）的下端设置有冷凝分离氦气和氮气的冷凝组件（4），所述冷凝筒（1）的下端设置有用于排放液态氮气的排放组件（5）；

2.根据权利要求1所述的一种天然气提氦装置，其特征在于：所述固定板（21）的下表面上固定连接有橡胶板（29），所述橡胶板（29）的表面上开设有与通孔（28）对应的圆孔（210）。

3.根据权利要求1所述的一种天然气提氦装置，其特征在于：所述收集组件（3）包括挤压板（31），所述挤压板（31）滑动套接在冷凝筒（1）的内壁上，所述挤压板（31）的表面上开设有四个限位孔（32），所述限位孔（32）活动套接在插杆（23）的表面上，所述挤压板（31）的上表面嵌设有排放管（33），所述排放管（33）的上端固定连接有抽吸泵（34），所述冷凝筒（1）的上表面上开设有套孔（35），所述排放管（33）活动套接在套孔（35）内部，所述冷凝筒（1）的上表面中心处嵌设有液压缸（36）。

4.根据权利要求3所述的一种天然气提氦装置，其特征在于：所述液压缸（36）的下端外壁上固定套接有两个夹板（37），所述夹板（37）卡接在冷凝筒（1）的上端外壁内外两侧。

5.根据权利要求1所述的一种天然气提氦装置，其特征在于：所述冷凝组件（4）包括冷凝箱（41），所述冷凝箱（41）固定套接在冷凝筒（1）的外壁上，所述冷凝箱（41）的两侧内壁上对称嵌设有多个连接管（42），所述连接管（42）相互靠近的一端固定连接有同一个环形管（43），所述冷凝箱（41）的外壁上对称固定连接有冷凝水泵（44），所述冷凝筒（1）的下端外壁上嵌设有输气管（45），所述输气管（45）的另一端固定连接有输气阀（46），所述输气管（45）位于冷凝筒（1）内部一端固定连接有圆盒（47），所述圆盒（47）的上表面开设有多个气孔（48），所述圆盒（47）的上端内壁上固定连接有气液分离膜（49）。

6.根据权利要求5所述的一种天然气提氦装置，其特征在于：所述圆盒（47）的下端内壁上固定连接有多个支撑块（411），所述支撑块（411）的上端固定连接有支撑格栅（410）。

7.根据权利要求1所述的一种天然气提氦装置，其特征在于：所述排放组件（5）包括支撑框（51），所述支撑框（51）卡接在冷凝筒（1）的下端外壁上，所述支撑框（51）的下表面固定连接有多个立柱（52），所述立柱（52）的下表面固定连接有支撑环（53），所述冷凝筒（1）的下表面中心处嵌设有收集锥筒（54），所述收集锥筒（54）的下端固定连接有排放阀（55）。