一種用于光纖生產的富氦尾氣回收純化在線循環系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于光纖生產的富氦尾氣回收純化在線循環系統，包括氦氣回收單元、初級膜分單元、低溫純化單元、供氣單元。其中回收單元包括集氣罐、增壓泵、流量計等；初級膜分單元包括精密過濾器、膜分離器、緩沖罐、純度檢測儀；低溫純化單元包括增壓泵、低溫純化器、純度檢測儀；供氣單元包括調壓閥、穩壓罐。其中低溫純化器由制冷機、集液罐、冷箱組成。本實用新型采用單級膜分離技術與低溫提純技術相結合的模式，實現了光纖冷卻管富氦尾氣的在線回收和提純。經提純后的氦氣純度可以達到99％以上，可以二次供給用戶端繼續使用，實現了氦氣的循環使用。
【專利說明】一種用于光纖生產的富氦尾氣回收純化在線循環系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光纖生產中氦氣回收系統領域，具體為一種用于光纖生產的富氦尾氣回收純化在線循環系統。
【背景技術】
[0002]氦是一種稀缺的戰略資源，中國作為貧氦國之一，長期依賴進口，對氦資源的合理分配及應用顯得尤為重要。
[0003]氦一直被廣泛應用于航天、軍事、科研等領域。隨著我國工業日益發展和壯大，某些工業領域氦的消耗量也相當可觀，例如空調、光纖光纜、半導體等行業。工業用氦一般直接消耗，排放到大氣中，不對尾氣中的氦進行回收、提純等后處理。其原因一般以氦占產品原材料成本比重不高，不具備回收條件或回收難度大，提純技術不成熟等為主。工業用氦尾氣中的氦純度一般可以達到30%?70%不等，若這些氦資源被白白浪費掉，這對原本貧氦的中國無疑是雪上加霜。近些年，隨著國際市場對氦資源的控制，國內工業行業對產品成本的控制，富氦尾氣的回收純化設備呼之欲出。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供一種用于光纖生產的富氦尾氣回收純化在線循環系統，以解決光纖行業中拉絲冷卻塔富氦尾氣的在線回收、提純、二次供給的問題，實現氦資源的循環使用，減少氦資源的浪費。
[0005]為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案為:
[0006]一種用于光纖生產的富氦尾氣回收純化在線循環系統，其特征在于:包括回收單元、初級膜分單元、低溫純化單元、供氣單元，其中:
[0007]所述回收單元包括集氣罐、增壓泵、流量計，各個光纖拉絲冷卻塔中富氦尾氣受增壓泵產生的負壓吸力，經管道流入集氣罐匯集，集氣罐中富氦尾氣再經增壓泵壓縮升壓后，經管道連接進入初級膜分單元，所述流量計安裝在集氣罐連接至初級膜分單元的管道上；
[0008]所述初級膜分單元包括精密過濾器、膜分離器、緩沖罐、純度檢測儀，所述回收單元中集氣罐的管道連接至初級膜分單元的精密過濾器，由回收單元過來的富氦尾氣流經精密過濾器進行粉塵、油脂、水汽的去除處理后，通過管道進入膜分離器進行一次提純，經過一次提純的富氦尾氣通過管道進入緩沖罐暫存，所述純度檢測儀檢測緩沖罐中富氦尾氣的氦氣純度，當檢測到經膜分離器一次提純后緩沖罐中氦氣純度達到設定的純度標準時，緩沖罐中富氦尾氣通過管道進入低溫純化單元，當檢測到經膜分離器一次提純后緩沖罐中氦氣純度沒有達到設定的純度標準時，緩沖罐中的富氦尾氣通過返回管道返回至回收單元的集氣te ；
[0009]所述低溫純化單元包括增壓泵、低溫純化器、純度檢測儀，初級膜分單元中緩沖罐的管道連接至低溫純化單元的增壓泵，初級膜分單元的緩沖罐中氦氣純度達標的富氦尾氣經低溫純化單元中增壓泵二次增壓，增壓后通過管道進入低溫純化器進行二次提純，所述低溫純化器由冷箱、安裝在冷箱上的制冷機、設置在冷箱中的集液罐和回熱器構成，低溫純化單元中增壓泵送入的富氦尾氣通過管道進入冷箱的回熱器中，富氦尾氣中雜氣在冷箱回熱器中被制冷機冷凝液化后，通過管道暫存在集液te中，η気尾氣中未被制冷機冷凝液化的氦氣再經回熱器回溫后從回熱器流出，所述純度檢測儀檢測低溫純化器中回熱器流出的氦氣純度，當氦氣純度達到設定的純度標準時，回熱器流出的氦氣通過管道進入供氣單元，當氦氣純度達不到設定的純度標準時，回熱器流出的氦氣通過返回管道返回至初級膜分單元的緩沖罐；
[0010]所述供氣單元包括調壓閥、穩壓罐，低溫純化器中回熱器流出的純度達到標準的氦氣經調壓閥減壓后，通過管道進入穩壓罐，由穩壓罐供給至各個光纖拉絲冷卻塔。
[0011]所述的一種用于光纖生產的富氦尾氣回收純化在線循環系統，其特征在于:采用膜分技術與低溫分離技術相結合方法實現尾氣提純。
[0012]所述的一種用于光纖生產的富氦尾氣回收純化在線循環系統，其特征在于:利用增壓泵真空吸力將各個光纖拉絲冷卻塔的富氦尾氣回收，經增壓泵壓縮升壓。
[0013]所述的一種用于光纖生產的富氦尾氣回收純化在線循環系統，其特征在于:所述富氦尾氣首先經過初級膜分單元進行初級提純，經初級膜分單元初級提純后的氣體再次進入低溫純化單元進行二次提純。
[0014]所述的一種用于光纖生產的富氦尾氣回收純化在線循環系統，其特征在于:所述低溫純化單元利用制冷機作為冷源，采用低溫冷凝法將富氦尾氣中雜氣冷卻、液化并排出。
[0015]所述的一種用于光纖生產的富氦尾氣回收純化在線循環系統，其特征在于:回熱器流出的純度達標的氦氣經過供氣單元返回各個光纖拉絲冷卻塔繼續使用。
[0016]本實用新型利用增壓泵真空吸力將拉絲設備冷卻管的出口富氦尾氣回收，經增壓泵壓縮升壓后，經干燥器除去氣體中的水汽，進入初級膜分單元進行初級分離提純，純化后的氦氣純度可以達到85%以上，回收率可以達到90%以上，經初級膜分單元提純后的氣體再次進入低溫純化單元進行二次提純。低溫純化單元利用制冷機作為冷源，采用低溫冷凝法將剩余的空氣冷卻、液化并排出，未被液化的純凈氦氣經回熱器回溫后流出低溫純化單元，出口氦氣純度達到99%以上，返回用戶端繼續使用。控制單元采集壓力、流量、溫度、純度等信號控制泵、閥門、制冷機的啟閉，實現設備的自動化控制。
[0017]本實用新型采用單級膜分離技術與低溫提純技術相結合的模式，實現富氦尾氣的提純，繼續供給冷卻管使用。經提純后的氦氣純度可以達到99%以上，回收率達到85%以上。同時將用戶的供氣源引至本設備內，以補充循環中損耗的氦氣。本設備正常停機維護時，用戶氣源直接供氣給冷卻管，不影響正常生產運營。本實用新型主要能耗為電，電功率為15?20kW，與節約的氦氣成本相比，占比很小。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型系統結構圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示。用于工業富氦尾氣回收純化在線循環裝置，包括回收單元1、初級膜分單元2、低溫純化單元3、供氣單元4。其中回收單元I包括集氣罐101、增壓泵102、流量計103 ;初級膜分單元2包括精密過濾器201、膜分離器202、緩沖罐203、純度檢測儀204 ；低溫純化單元3包括增壓泵301、低溫純化器302、純度檢測儀303 ;供氣單元4包括調壓閥401、穩壓罐402。其中低溫純化器302由制冷機3021、集液罐3022、回熱器3023、冷箱3024組成。
[0020]回收單元I包括集氣罐101、增壓泵102、流量計103。各個光纖拉絲冷卻管的富氦尾氣氣受增壓泵102產生的負壓吸力，經管道流入集氣罐101匯集，集氣罐101中富氦尾氣再經增壓泵102壓縮升壓后，經管道連接進入初級膜分單元2。流量計103安裝在增壓泵102連接至初級膜分單元的管道上，用來監測回收尾氣的流量。
[0021]初級膜分單元2包括精密過濾器201、膜分離器202、緩沖罐203、純度檢測儀204，回收單元I中集氣罐101的管道連接至初級膜分單元2的精密過濾器201，由回收單元I過來的富氦尾氣流經精密過濾器201進行粉塵、油脂、水汽的去除處理后，通過管道進入膜分離器202進行一次提純，經過一次提純的富氦尾氣通過管道進入緩沖罐203暫存，純度檢測儀204檢測緩沖罐203中富氦尾氣的氦氣純度，當檢測到經膜分離器202 —次提純后緩沖罐203中氦氣純度達到氦氣占85%左右，緩沖罐203中富氦尾氣通過管道進入低溫純化單元3，當檢測到經膜分離器202—次提純后緩沖罐203中氦氣純度沒有達到設定的純度標準時，緩沖罐203中的富氦尾氣通過返回管道返回至回收單元I的集氣罐101。
[0022]低溫純化單元3包括增壓泵301、低溫純化器302、純度檢測儀303，初級膜分單元2中緩沖罐203的管道連接至低溫純化單元3的增壓泵301，初級膜分單元2的緩沖罐203中氦氣純度達標的富氦尾氣經低溫純化單元3中增壓泵301 二次增壓，增壓后通過管道進入低溫純化器3進行二次提純，低溫純化器3由冷箱3024、安裝在冷箱3024上的制冷機3021、設置在冷箱3024中的集液罐3022和回熱器3023構成，低溫純化單元3中增壓泵301送入的富氦尾氣通過管道進入冷箱3024的回熱器3023中，富氦尾氣中雜氣在冷箱回熱器3023中被制冷機3021冷凝液化后，通過管道暫存在集液罐3022中，富氦尾氣中未被制冷機3021冷凝液化的氦氣再經回熱器3023回溫后從回熱器3023流出，純度檢測儀303檢測低溫純化器2中回熱器3023流出的氦氣純度，當氦氣純度達到設定的純度標準時，一般可以達到99 %以上，回熱器3023流出的氦氣通過管道進入供氣單元4，當氦氣純度達不到設定的純度標準時，回熱器3023流出的氦氣通過返回管道返回至初級膜分單元2的緩沖罐203。
[0023]供氣單元4包括調壓閥401、穩壓罐402，低溫純化器3中回熱器3023流出的純度達到標準的氦氣經調壓閥401減壓后，通過管道進入穩壓罐402，由穩壓罐402供給至各個光纖拉絲冷卻塔。穩壓罐402外接標準供氣壓力氦氣源，以補充循環氦氣的損失和回收純化設備檢修情況下的正常氦氣供給，保證正常生產。
[0024]本實用新型采用單級膜分離技術與低溫提純技術相結合的模式，實現了光纖冷卻管富氦尾氣的在線回收和提純。經提純后的氦氣純度可以達到99%以上，可以二次供給用戶端繼續使用，實現了氦氣的循環使用。同時將用戶的供氣源引至本設備內，以補充循環中損耗的氦氣。本設備正常停機維護時，用戶氣源直接供氣給冷卻管，不影響正常生產運營。
【權利要求】
1.一種用于光纖生產的富氦尾氣回收純化在線循環系統，其特征在于:包括回收單元、初級膜分單元、低溫純化單元、供氣單元，其中: 所述回收單元包括集氣罐、增壓泵、流量計，各個光纖拉絲冷卻塔中富氦尾氣受增壓泵產生的負壓吸力，經管道流入集氣罐匯集，集氣罐中富氦尾氣再經增壓泵壓縮升壓后，經管道連接進入初級膜分單元，所述流量計安裝在集氣罐連接至初級膜分單元的管道上； 所述初級膜分單元包括精密過濾器、膜分離器、緩沖罐、純度檢測儀，所述回收單元中集氣罐的管道連接至初級膜分單元的精密過濾器，由回收單元過來的富氦尾氣流經精密過濾器進行粉塵、油脂、水汽的去除處理后，通過管道進入膜分離器進行一次提純，經過一次提純的富氦尾氣通過管道進入緩沖罐暫存，所述純度檢測儀檢測緩沖罐中富氦尾氣的氦氣純度，當檢測到經膜分離器一次提純后緩沖罐中氦氣純度達到設定的純度標準時，緩沖罐中富氦尾氣通過管道進入低溫純化單元，當檢測到經膜分離器一次提純后緩沖罐中氦氣純度沒有達到設定的純度標準時，緩沖罐中的富氦尾氣通過返回管道返回至回收單元的集氣te ； 所述低溫純化單元包括增壓泵、低溫純化器、純度檢測儀，初級膜分單元中緩沖罐的管道連接至低溫純化單元的增壓泵，初級膜分單元的緩沖罐中氦氣純度達標的富氦尾氣經低溫純化單元中增壓泵二次增壓，增壓后通過管道進入低溫純化器進行二次提純，所述低溫純化器由冷箱、安裝在冷箱上的制冷機、設置在冷箱中的集液罐和回熱器構成，低溫純化單元中增壓泵送入的富氦尾氣通過管道進入冷箱的回熱器中，富氦尾氣中雜氣在冷箱回熱器中被制冷機冷凝液化后，通過管道暫存在集液罐中，富氦尾氣中未被制冷機冷凝液化的氦氣再經回熱器回溫后從回熱器流出，所述純度檢測儀檢測低溫純化器中回熱器流出的氦氣純度，當氦氣純度達到設定的純度標準時，回熱器流出的氦氣通過管道進入供氣單元，當氦氣純度達不到設定的純度標準時，回熱器流出的氦氣通過返回管道返回至初級膜分單元的緩沖罐； 所述供氣單元包括調壓閥、穩壓罐，低溫純化器中回熱器流出的純度達到標準的氦氣經調壓閥減壓后，通過管道進入穩壓罐，由穩壓罐供給至各個光纖拉絲冷卻塔。
【文檔編號】C03B37/02GK203700194SQ201320654032
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年10月22日 優先權日:2013年10月22日
【發明者】葉海峰, 汪澎, 趙俊, 杜婉榕, 周麗萍, 周家屹, 章學華, 仰葉 申請人:安徽萬瑞冷電科技有限公司