[发明专利]一种高效分离并提纯二氧化碳和氦气的装置及方法

摘要

本发明公开了一种高效分离并提纯二氧化碳和氦气的装置及方法，含有二氧化碳和氦气的气田气先经过吸附塔进行化学吸附，吸收气田气中二氧化碳气体后的溶液由溶液泵输送到再生塔，剩余气体经过气液分离器处理后输送到稳压罐中进行后续氦气的分离提纯。再生塔的溶液通过电加热器加热解析出溶液中的二氧化碳气体，解吸后的溶液由溶液泵输送到吸附塔中实现循环利用，解吸出来的二氧化碳气体经气液分离器后储存在二氧化碳储存罐中。稳压罐中储存的气体经压缩机压缩后在膜分离器中进行氦气的初步分离，经过初步分离后的氦气再次压缩，进入液空分离器和活性炭吸附器中进行低温冷凝吸附后得到高纯度的氦气。本发明能达到二氧化碳和氦气的使用纯度要求。

主权项

一种高效分离并提纯二氧化碳和氦气的装置，其特征在于：包括：吸附塔，用于利用醇胺类溶液对气田气中的二氧化碳气体进行吸收，并通过溶液泵将吸收液输送至再生塔；再生塔，用于加热解析出由吸附塔中经溶液泵输送的吸收液中的二氧化碳气体；电加热器，与再生塔连接，用于提供解析过程中所需要的热量；第一换热器，连接于吸附塔和再生塔之间，用于将吸附塔中输送出来的吸收液和再生塔输送出来的解析完成的溶液进行热交换；第一气液分离器，与吸附塔连接，用于分离出未吸收气体中的液体；压缩机，用于将经过第一气液分离器去除液体后的气体进行压缩，提供后续的膜分离和高压低温冷凝吸附所需要的压力；膜分离器，与压缩机连接，用于利用沸石膜对氦气的选择透过性实现氦气的初步分离；第二换热器，与膜分离器连接，用于对经过膜分离器初步分离后的气体进行预冷；隔膜压缩机，与第二换热器连接，用于压缩经第二换热器预冷后的气体；第三换热器，与隔膜压缩机连接，用于对经隔膜压缩机压缩后的气体进行预冷，实现对分离提纯后的氦气和气化后的氮气中冷量进行回收利用；液空分离器，与第三换热器连接，用于对冷凝下来的液态空气进行分离；吸附器，与液空分离器连接，用于利用活性炭对杂质气体进行吸附，实现氦气的纯化；液氮瓶，用于给液空分离器和吸附器提供低温环境实现对氦气的分离提纯。