Impianto industriale di produzione di elio liquido da gas naturale

Sistema DI recupero E purificazione HE
L'elio è noto come la terra rara nell'industria del gas ed è una rara risorsa strategica indispensabile per lo sviluppo high-tech. Poiché l'elio è un gas raro non rinnovabile, il volume di stoccaggio è estremamente ridotto, la domanda sta aumentando rapidamente e il prezzo sta aumentando. Il sistema di recupero e purificazione dell'elio risolve molto bene questo problema, migliora l'efficienza di utilizzo dell'elio e contemporaneamente rimuove le impurità (acqua, anidride carbonica, azoto, ossigeno, ecc.) nell'elio, ottiene elio ad alta purezza e converte l'elio in riciclo e riutilizzo. Risparmio sui costi per i clienti, anche avere un elevato valore economico.
Principio tecnico
L'elio impurezza che deve essere recuperato, dopo essere stato potenziato dal compressore, rimuove l'olio e l'acqua in esso contenuta attraverso il filtro, quindi entra nell'essiccatore per rimuovere ulteriormente l'acqua, l'anidride carbonica e l'olio, e quindi entra nel dispositivo di purificazione, per rimuovere componenti di aria come azoto e ossigeno nell'elio.
Attraverso la tecnologia di adsorbimento a oscillazione di pressione e separazione della membrana, le impurità nell'elio vengono rimosse e si ottiene elio ad alta purezza. In questo modo, l'elio di scarto può essere riutilizzato, che ha un grande valore economico, e può essere anche riempito in cilindri di acciaio o utilizzato direttamente.

Caratteristiche tecniche
1. Posizionare il filtro prima dell'ingresso dell'aria dell'unità di depurazione;
2. Posizionare il flussometro all'uscita dell'unità di depurazione;
3. L'uscita dell'unità di purificazione è dotata di una valvola di bypass e di una tubazione ad anello. Quando la purezza del gas purificato non soddisfa i requisiti dell'indice, può essere purificata due volte attraverso la tubazione ad anello;
4. Il tempo di purificazione del purificatore di elio è breve, e elio qualificato può essere prodotto in 40 minuti, e il processo è completamente automatico;
5. Sistema di controllo: Il controllore programmabile realizza il controllo automatico del sistema, e i sensori sono installati in parti chiave per realizzare il monitoraggio e il controllo a distanza;
6. Il sistema è dotato di un'interfaccia di rilevamento della purezza dell'elio.

EGLI Sparazione e purificazione
Il principio del sistema di separazione a membrana è quello di utilizzare una pellicola polimerica (solitamente poliimmide) per selezionare "filtrare" il gas di alimentazione per raggiungere lo scopo della separazione. Quando due o più miscele di gas passano attraverso una pellicola polimerica, la diffusività di ciascun componente gassoso nel polimero è diversa, dando come risultato velocità di penetrazione differenti attraverso la parete della membrana. Così, i gas possono essere divisi in "gas veloce" (per esempio H20, H2, HE, ecc.) e "gas lento" (ad es N2, CH4, ecc.). Quando il gas miscelato è sotto l'azione della forza di azionamento e della differenza di pressione dei gruppi corrispondenti su entrambi i lati della membrana, il gas con velocità di permeazione relativamente elevata viene trasmesso preferibilmente attraverso la parete della membrana e arricchito sul lato di permeazione a bassa pressione, mentre il gas con velocità di permeazione relativamente bassa viene arricchito sul lato di ritenzione ad alta pressione.
Il metodo di permeazione della membrana utilizza le diverse proprietà di permeazione di vari gas come elio, azoto, argon e metano alla membrana per estrarre elio da gas naturale. Se nel gas vi sono altri gas di impurità, come H2, ecc., è anche necessario utilizzare un processo composito come la deidrogenazione catalitica.

Principio tecnico
Sebbene alcuni campi di gas naturale nel mio paese contengano elio, il contenuto di elio è molto basso, e il costo di estrazione diretta dell'elio è estremamente elevato. Attraverso il test di composizione del gas non condensabile prodotto durante la liquefazione del gas naturale e del gas di ebollizione (BOG, Boil Off gas) prodotto dalla vaporizzazione dei serbatoi di stoccaggio di GNL, si è riscontrato che il contenuto di elio in essi ha raggiunto più dell'1%, che ha un valore di sfruttamento economico. A tal fine, la nostra azienda ha sviluppato un dispositivo di estrazione dell'elio a bassa temperatura LNG-BOG, che utilizza il metodo di segregazione a bassa temperatura per recuperare il GNL e ottenere elio ad alta purezza, che è un mezzo efficace per lo sviluppo completo delle risorse di elio
Caratteristiche tecniche
Il processo di recupero composito ed estrazione di elio basato sull'accoppiamento di varie tecnologie avanzate come separazione di membrana, adsorbimento a oscillazione di pressione, separazione di idrogeno ed elio, deidrogenazione catalitica, e adsorbimento a oscillazione di temperatura. Ha le caratteristiche di elevata adattabilità e resa elevata per il trattamento di gas BOG e gas naturale di condutture a bassa concentrazione di elio.
·L'efficienza di purificazione è superiore al 90%.
·Soddisfare i requisiti di purificazione del gas grezzo contenente elio ≥ 0.3% (il gas naturale della conduttura deve aumentare il processo di concentrazione di elio), e la purezza dell'elio purificato soddisfa le esigenze dei clienti e lo sviluppo di risorse di elio domestico.
·Design sicuro a prova di esplosione, monitoraggio e funzionamento in remoto con tecnologia cloud.

L'unità principale del dispositivo criogenico di estrazione dell'elio BOG comprende: Liquefatto all'elio, compressore BOG, scatola fredda BOG, dispositivo di rimozione dell'idrogeno, sistema di controllo, ecc.
L'estrattore criogenico di elio BOG utilizza un metodo di separazione criogenico per purificare e liquefare l'elio.
In primo luogo, la maggior parte del metano viene recuperato mediante il metodo di rettifica a bassa temperatura del gas BOG, e il gas rimanente è principalmente una miscela di azoto, elio e idrogeno. Il gas miscelato viene raffreddato ad una temperatura inferiore, E la maggior parte dell'azoto viene allontanata per separazione per condensazione per ottenere elio grezzo con un contenuto di elio >75% V. l'idrogeno nell'elio grezzo viene quindi sottoposto a rimozione catalitica di idrogeno per ottenere elio grezzo con purezza di elio > 95% V, e quindi entra nel sistema di purificazione interno nel liquefatto di elio, e utilizza il metodo di adsorbimento e separazione a bassa temperatura per rimuovere gas di impurità per ottenere elio ad alta purezza. Infine, viene ulteriormente liquefatto in un liquefatto di elio per ottenere elio liquido.

Unità di liquefazione dell'elio
Il sistema di ricircolo diretto a ciclo chiuso è adatto per sistemi chiusi che utilizzano elio liquido e il gas elio all'uscita è di elevata purezza (superiore al 99.9995%). Il liquefatto è una struttura sospesa esterna, che è collegata direttamente all'apparecchiatura di utilizzatore attraverso il tubo di infusione e la tubazione del gas di ritorno, come mostrato in figura. Mentre si ottiene l'evaporazione zero dell'elio liquido nell'apparecchiatura dell'utente, la pressione dell'apparecchiatura dell'utente viene mantenuta entro l'intervallo di 0,15 psi.

Grande impianto di liquefazione criogenica/frigorifero all'elio
I frigoriferi criogenici per elio/unità di liquefazione su larga scala utilizzano compressori di elio per ottenere gas elio ad alta pressione. Parte del gas di elio ad alta pressione viene espansa e refrigerata in un turboespansore, e il resto del gas di elio ad alta pressione viene raffreddato in uno scambiatore di calore multistadio passo per passo, ed infine si ottiene elio liquido dopo strozzamento attraverso la valvola a farfalla.
L'elio liquido ottenuto può essere utilizzato in due modi. Si deve provvedere un raffreddamento a temperatura costante di 4,5 K per l'apparecchiatura di utilizzatore, e il gas di elio evaporato viene riportato nella scatola fredda, e l'energia fredda viene recuperata e riciclata, tale apparecchiatura di refrigerazione viene chiamata un frigorifero di elio; Uno è quello di emettere direttamente l'elio liquido ottenuto come prodotto, tale apparecchiatura di refrigerazione è chiamata un liquefatto di elio. Le principali attrezzature del frigorifero/liquefatto elio comprendono: Compressore elio, filtro olio elio, scatola fredda, sistema di controllo, elio liquido Dewar, tubo di trasferimento coassiale dalla scatola del freddo al dewar dell'elio liquido, serbatoio di accumulo dell'elio. Tra questi, la scatola fredda è una scatola fredda isolata sotto vuoto, e la scatola fredda contiene uno scambiatore di calore multistadio, un turboespansore di elio, un cilindro di adsorbimento interno, una valvola a bassa temperatura, un elemento di misurazione e altri componenti.

Le principali attrezzature del frigorifero/liquefatto elio comprendono: Compressore elio, filtro olio elio, scatola fredda, sistema di controllo, elio liquido Dewar, tubo di trasferimento coassiale dalla scatola del freddo al dewar dell'elio liquido, serbatoio di accumulo dell'elio.
Tra questi, la scatola fredda è una scatola fredda isolata sotto vuoto, e la scatola fredda contiene uno scambiatore di calore multistadio, un turboespansore di elio, un cilindro di adsorbimento interno, una valvola a bassa temperatura, un elemento di misurazione e altri componenti.