Способ очистки гелия

 

Изобретение относится к низкотемпературной очистке газов от примесей и может найти применение в химической промышленности. Целью изобретения является повышение экономичности путем снижения энергозатрат. Цель достигается тем, что жидкий криоагент перед подачей в адсорбер 6 охлаждают, направляют в теплоизолирующую полость 5 криостата 1, дросселируют до атмосферного давления и отделяют пары, а отогрев ступеней проводят одновременно путем снижения давления газа в направлении движения очищаемого потока, затем ступени отсоединяют друг от друга и выдерживают во времени по крайней мере одну ступень. При этом замеряют температуру холодного конца и при достижении температуры фазового перехода примеси при атмосферном давлении вакуумируют со стороны холодного конца, а повышение давления в ступенях после вакуумирования осуществляют очищенным гелием, что позволяет уменьшить время регенерации ступеней очистки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 4 F 25 .7 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4268287/23-06 (22) 26.06.87 (46) 15. 12.89. Бюл. N 46 (75) Н.П.Стасевич и С.А.Шевякова (53) 621.575 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 110 1637, кл. Г 25 1 1/02, 1982. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГЕЛИЯ (57) Изобретение относится к ннэкотемпературной очистке газов от примесей и может найти применение в химической промышленности. Целью изобретения является повьппение экономя-;ности путем снижения энергозатрат. Цель достигается тем, что жидкий криоагент перед подачей в адсорбер

6 охлаждают, направляют в теплоиэолиМР

2 рующую полость 5 криостата 1, дросселируют до атмосферного давления и отделяют пары, а отогрев ступеней проводят одновременно путем снижения давления газа в направлении движения очищаемого потока, затем ступени от- соединяют друг от друга и выдерживают во времени по крайней мере одну ступень. При этом замеряют температуру холодного конца н при достижении температуры фазового перехода примеси при атмосферном давлении вакуумируют со стороны холодного конца, а повышение давления в ступенях после вакуумирования осуществляют очищенным гелием, что позволяет 3 уменьшить время регенерации ступеней очистки. 1 ил.

1529023

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к низкотемпературным способам очистки гелия от примесей.

Целью изобретения является повышение экономичности путем снижения энергозатрат.

На чертеже представлена схема установки, н которой реализуется 10 способ очистки гелия.

Установка содержит криостат 1 со ступенями очистки 2 — 4, теплоизолирующую полость 5, адсорбер 6, фильтр

7, дроссель 8, вентили 9 и 10, датчи- 15 ки температуры 11, линии вакуумирования 12-15, охлаждаемую полость 16.

Способ осуществляют следующим образом.

Гелий, поступающий н криостат 1, 20 очищают от примесей н нескольких ступенях очистки 2-4 при различных температурах и в адсорбере 6, охлаждаемой жидким криоагентом. Снятие теплопритоков и поддержание вакуума в криостате 1 обеспечивается теплоизолирующей полостью 5, которая охлаждается жидким криоагентом, например азотом, подаваемым через вентиль

9. Жидкий азот предварительно охлаждают, а н полости 5 используют указанное охлаждение, не доводя азот до испарения, и выводят его при температуре насыщения. Это обеспечивает надежную защиту криостата 1 от внешних теплопритоков, что особенно важно при очистке на уровне температуры с4,2 К. После полости 5 жидкий азот дросселируют вентилем 10 до атмосферного давления, разделяют пар и жил- 40 кость, подают на охлаждение адсорбера 6, откуда пары отводят через ступень 2. Благодаря этому азот кипит при низкой температуре, за счет чего повышается сорбционная емкость сор- 45 бента. В ступени 4 криоагентом является жидкий гелий при температуре

А 4,2 К, при которой обеспечивается высокая степень очистки от водорода.

После отработки ступеней очистки осуществляют их регенерацию и подготовку к работе. При этом ступени отогревают. Первоначально отсекают подачу гелия в ступени очистки. Отогрев ступеней начинают одновременно.

Сливают жидкий криоагент иэ ступени

4 и полости 16. Сброс давления газа осуществляют замедленно в направлении движения очищаемого потока из трубопровода выход гелия или из линии

14. При этом теплый газ, последовательно проходя ступени очистки, переносит тепло на холодный конец, частично отогревая ступени. После полного сброса давления газа ступени отсоединяют друг от друга и выдерживают во времени, в течение которого измеряют температуру датчиком 11 температуры холодного конца каждой ступени. При ее значении, равном температуре фазоного перехода смеси при атмосферном давлении, ступени вакуумируют по линиям 13 и 14 сп стороны холодного конца до остаточного давления. При этом отогрев ступеней осуществляется эа счет теплопроводности по металлу от теплого конца к холодному, а при вакуумировании переносом тепла с газом.

При температуре фазоного перехода при атмосферном давлении кристаллические примеси неона, водорода начинают испаряться, а при понижении давления остатки вымороженных примеcefi мгновенно испаряются.

После вакуумирования ступеней очистки их заполняют чистым гелием.

Жидкий гелий заливают н ступень очистки 4 и через вентиль 10 испарившимся гелием заполняют ступени очистки 2, 3 и 4. Это позволяет провести частичное охлаждение ступеней и предотврацает загрязнение неохлажденного адсорбента н адсорбере 6. Окончательное охлаждение ступеней очистки до рабочей температуры осуществляют, доливая жидкий криоагент, и подают основной поток гелия на очистку, при этом следят за чистотой гелия на выходе иэ криостата 1.

Формула изобретения

Способ очистки гелия путем его подачи в многоступенчатый криостат с теплоиэолирующей полостью и н адсорбер, охлаждаемый жидким криоагентом, выделения примесей, регенерации ступеней с отогревом, вакуумированием и последующим повышением давления, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности путем снижения энергозатрат, жидкий криоагент перед подачей в адсорбер охлаждают и направляют в теплоизолируюцую полость криостата, Составитель А.Федотов

Техред Л.Сердюкова Корректор Т,Малец

Редактор Н.Горват

Заказ 7837/34

Тираж 462

Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4,/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

5 152902 затем дросселируют до атмосферного давления и отделяют пары, а отогрев ступеней проводят путем снижения давления в направлении движения гелия, после чего ступени отключают одну от другой и измеряют температуру холодного конца одной из сту3 6 пеней, а вакуумирование этой ступени проводят со стороны ее холодного конца прн его температуре, равной температуре фазового перехода примеси при атмосферном давлении, при этом повышение давления в ступенях осуществляют о чищенным гелием.