第一節(jié) 產品技術發(fā)展現(xiàn)狀
目前常用的從天然氣中分離氦氣的方法為將含有氦的天然氣作為原料,反復進行液化分餾,然后利用活性碳進行吸附提純。但由于氦的液化溫度非常低(-268.9cC),接近絕對零度,不但氣體液化難度較大,同時也需要消耗大量能源,極大地增加了氦氣的制取成本。
最初, 研究 人員按照地質學家的建議,采用氣田平常用作干燥劑的含鋁硅酸鹽沸石作為氦氣的吸附物。在隨后的 研究 中發(fā)現(xiàn),只有將含氦的天然氣氣體冷卻到絕對零度,沸石才有很好的吸附效果,這在實際應用上是不可行的。后來, 研究 人員想到了氦氣所具有的獨一無二的特性,即氦氣可以在常溫下穿過布滿細小孔隙的玻璃膜。利用這種獨特的由極為細小的玻璃微珠組成的膜可以將氦氣從氣流中吸附出來。
一直以來 研究 人員都在尋找一種不需要消耗大量能源制取氦氣的新方法,以便在遠離能源充足的工業(yè)中心的天然氣開采現(xiàn)場直接將天然氣中所含的氦氣提取出來。目前俄羅斯科學院西伯利亞分院 研究 出一種采用非低溫法從天然氣中分離氦氣的新工藝。
目前制取氦氣方法主要有4種:
1、天然氣分離法:工業(yè)上,主要以含有氦的天然氣為原料,反復進行液化分餾,然后利用活性炭進行吸附提純,得到純氦。
2、合成氨法:在合成氨中,從尾氣經分離提純可得氦。
3、空氣法:從液態(tài)空氣中用分餾法從氖氦混合氣中提出。
4、鈾礦石法:將含氦的鈾礦石經過焙燒,分離出氣體,再經過化學方法,除去水蒸氣、氫氣和二氧化碳等雜質提純出氦。
第二節(jié) 產品工藝特點或流程
在天然氣通過管道運輸之前,先將天然氣混合氣體依次引人管道起始端的多個吸附塔,在吸附塔中首先將水分和其他碳氫化合物雜質(汽油)分別去除。然后將經各級分離的產物在沸石上沉淀,而玻璃微珠則會將氦氣吸附住。這樣還不能將氦氣引出,必須再將玻璃膜加熱并降低起始氣流的壓力。按照這一流程得到的氦氣并不是純凈氣體,而是含氦80%的混合氣體,需要再通過吸附或其他方法將雜質去除,這樣就得到符合要求的純凈的產品。
第三節(jié) 國內外技術未來發(fā)展趨勢 分析
1、非低溫分離工藝的進一步 研究
目前,非低溫分離工藝尚未投人規(guī)?;I(yè)生產,還有待進一步的 研究 開發(fā)?,F(xiàn)在最重要的任務是確定符合常規(guī)生產工藝所需要的所有參數。例如:沸石在特定時間吸附液體,而氦氣需及時被玻璃膜吸附。這需要所有的時間間隔應保持一致,以保證整個工藝流程得到最優(yōu)化。
2、新型分離技術的應用
在氦氣的分體技術中,由于氦氣的惰性性質,使得分離的復雜性增高,因而在常規(guī)氣體分離方法無法實現(xiàn)時,采用新型的分離技術,新的
研究
思路對氦氣進行分離是未來技術
研究
的難點和重點。目前已經在試驗的膜分離技術就是通過物理方法來達到分類目的的。因此在今后的
研究
中應當嘗試運用多種分離方法,并
研究
選擇有效的分離方法。
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