高纯氦气的生产工艺

高纯氦气的生产工艺主要有以下几种：

深冷空分法

• 原理 ：利用氦气与其他气体成分沸点的不同，在低温下通过精馏将氦气分离出来。

• 工艺过程 ：先将空气压缩、净化，除去其中的水分、二氧化碳等杂质，然后进行冷却，使空气逐渐液化。在液化空气的精馏过程中，由于氦气的沸点极低，它将与其他成分依次分离，最终得到高纯度的氦气。该方法可生产大量高纯氦气，但能耗较高，设备复杂且投资成本大。

膜分离 - 变压吸附联合法

• 原理 ：膜分离是基于不同气体成分在膜中的渗透速率差异来实现分离的；变压吸附则是利用吸附剂对不同气体成分的吸附容量和吸附速率的差异，在不同压力下实现气体分离。

• 工艺过程 ：常先采用膜分离对原料气进行初步处理，使氦气得到初步富集，再通过变压吸附进一步去除杂质气体，提高氦气纯度。如赛普能源的提氦装置，采用脱氢、膜分离、变压吸附等关键步骤，将氦气从 BOG 中分离并提纯至 99.999% 以上。此工艺可在常温下进行，对设备要求低，流程简化，能耗较低。

吸附法

• 原理 ：利用吸附剂对氦气的选择性吸附，在一定条件下使氦气与其他气体分离。

• 工艺过程 ：将原料气通过吸附床，杂质气体被吸附剂吸附，氦气则透过吸附床得到分离。通过控制温度、压力等条件，可实现吸附剂的再生和重复利用。该方法适用于小规模生产，设备简单，操作方便。

低温冷凝 - 吸附联合法

• 原理 ：低温冷凝是利用氦气与其他气体成分的冷凝温度差异，在低温下将氦气与其他气体分离；吸附法则进一步去除残留杂质气体。

• 工艺过程 ：先将原料气冷却至氦气的冷凝温度以下，使氦气与其他气体分离，再利用吸附剂对分离后的氦气进行吸附处理，去除其中的微量杂质，得到高纯氦气。这种联合工艺可提高氦气的回收率和纯度，但对低温技术和吸附剂性能要求高。