一种高纯度氦三气体净化与氢提取装置及方法

技术特征：
1.一种高纯度氦三气体净化与氢提取装置，其特征在于，包括：真空腔装置；净化部件，所述净化部件设置于所述真空腔装置内；除氢部件，所述除氢部件设置于所述真空腔装置内且与所述净化部件连通；制冷装置，所述制冷装置分别与所述净化部件以及所述除氢部件连接，所述净化部件通过所述制冷装置制冷至第一预设温度，所述除氢部件通过所述制冷装置制冷至第二预设温度；所述净化部件用于在第一预设温度下对高纯度氦三气体进行过滤，所述去氢部件用于在第二预设温度下对高纯度氦三气体进行去除氢气。2.如权利要求1所述的高纯度氦三气体净化与氢提取装置，其特征在于，所述制冷装置包括：gm制冷机；与所述gm制冷机连接的一级制冷组件，所述一级制冷组件位于所述真空腔装置内，且所述一级制冷组件与所述净化部件连接，所述净化部件通过所述一级制冷组件制冷至第一预设温度；与所述gm制冷机连接的二级制冷组件，所述二级制冷组件位于所述真空腔装置内，且所述二级制冷组件与所述除氢部件连接，所述除氢部件通过所述二级制冷组件制冷至第二预设温度。3.如权利要求2所述的高纯度氦三气体净化与氢提取装置，其特征在于，所述净化部件包括第一过滤冷阱组件，所述第一过滤冷阱组件与所述一级制冷组件连接，所述第一过滤冷阱组件通过所述一级制冷组件制冷至第一预设温度。4.如权利要求2所述的高纯度氦三气体净化与氢提取装置，其特征在于，所述除氢部件包括第二过滤冷阱组件，所述第二过滤冷阱组件与所述二级制冷组件连接，所述第二过滤冷阱组件通过所述二级制冷组件制冷至第二预设温度；其中，所述第二过滤冷阱组件包括：第二过滤冷阱；多孔金属烧结块，所述多孔金属烧结块设置于所述第二过滤冷阱的腔体内。5.如权利要求2所述的高纯度氦三气体净化与氢提取装置，其特征在于，所述制冷装置还包括与所述gm制冷机连接的预冷组件，所述预冷组件设置于所述真空腔装置内，且所述预冷组件位于所述一级制冷组件与所述二级制冷组件之间，所述预冷组件用于所述净化部件与所述除氢部件之间的高纯度氦三气体进行预冷。6.如权利要求5所述的高纯度氦三气体净化与氢提取装置，其特征在于，所述预冷组件包括预冷热交换器，所述净化部件与所述除氢部件之间连接设置有预冷管道，所述预冷管道绕设在所述预冷热交换器上。7.如权利要求1所述的高纯度氦三气体净化与氢提取装置，其特征在于，所述高纯度氦三气体净化与氢提取装置还包括：输入部件，包括输入管道以及稳压罐，所述输入管道经过所述稳压罐与所述净化部件连通；输出部件，包括输出管道、氦三收集件以及氢气收集件，所述输出管道一端与所述除氢
部件远离所述净化部件一侧连通，另一端与所述氦三收集件连通；所述氢气收集件包括氢气回收罐以及氢气收集管，所述氢气回收罐经过所述氢气收集管与所述输出管道连通；回流部件，所述回流部件一端分别与所述稳压罐以及所述净化部件连通，另一端与所述输出管道连通。8.一种高纯度氦三气体净化与氢提取方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：高纯度氦三气体通入净化部件内，净化部件在第一预设温度下对高纯度氦三气体进行过滤；过滤之后的高纯度氦三气体通入除氢部件内，除氢部件在第二预设温度下对高纯度氦三气体进行去除氢气。9.如权利要求8所述的高纯度氦三气体净化与氢提取方法，其特征在于，所述过滤之后的高纯度氦三气体通入除氢部件内，除氢部件在第二预设温度下对高纯度氦三气体进行去除氢气的步骤之前还包括：对过滤之后的高纯度氦三气体进行预冷。10.如权利要求8所述的高纯度氦三气体净化与氢提取方法，其特征在于，所述过滤之后的高纯度氦三气体通入除氢部件内，除氢部件在第二预设温度下对高纯度氦三气体进行去除氢气的步骤之后还包括：对去除氢气之后的高纯度氦三气体进行收集；收集高纯度氦三气体之后，加热升温，使得固化在多孔金属烧结块的孔洞中的氢变成氢气，并通过氢气回收罐对氢气进行提取。

技术总结
本申请公开了一种高纯度氦三气体净化与氢提取装置及方法，其中，该高纯度氦三气体净化与氢提取装置包括真空腔装置、净化部件、除氢部件以及制冷装置，净化部件通过制冷装置制冷至第一预设温度，除氢部件通过制冷装置制冷至第二预设温度，在第一预设温度下，高纯度氦三气体进入净化部件进行过滤，之后，在第二预设温度下，高纯度氦三气体进入除氢部件进行去除氢气。本申请中在第一预设温度下通过净化部件对高纯度氦三气体进行过滤，之后在第二预设温度下通过除氢部件对高纯度氦三气体进行去除氢气，用以实现对高纯度氦三气体进行去氢提纯的效果，结构简单，容易实现，能够保证氦三气体在超低温设备中正常使用。体在超低温设备中正常使用。体在超低温设备中正常使用。


技术研发人员：付柏山 韩旭东 俞大鹏 潘娟 牛冉 李雨萌
受保护的技术使用者：南方科技大学
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/11/11