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新型工业废氦气提纯循环利用
[ 发布时间:2014-11-11 ]   [ 字号: ]

新型工业废氦气提纯循环利用

 
获奖情况:00
续期效益:项目达产后,可实现氦气回收纯化设备及服务业务收入约1.5亿元(约占国内氦气提纯循环市场60%),利润约3229万元。本项目面向全球各用氦领域,未来产品的整体性能力争达到国际先进水平,同时,对本地区经济及相关行业起到辐射带动作用。
入选目录年度:2014
入选/申报:入选
技术开发单位:中国电子科技集团公司第十六研究所
主管单位:中国电子科技集团公司
申请专利数量:3
已获专利数量:6
合作方式:010100000
技术指标:原料氦气纯度≥50% 提纯后氦气纯度≥99% 氦气提纯速率≥10Nm3/hr 氦气回收率≥90% 外形尺寸(长×宽×高) 1.2m×0.8m×1.8m
技术介绍:中国电科16所专注于深低温技术研究和设备开发,在低温系统研制方面积累了丰富的理论基础和实践经验,建立了深低温核心技术优势。氦气提纯循环设备所采用的低温、冷凝法,就依托于该技术。此外,在设备研制过程中还采用了大量低温领域的新技术,包括高压氦气压缩机的减振、耐低温高压紫铜管道特种焊接技术、低温高压活接密封技术等,以优化产品。在此基础上,通过在膜分离法提纯技术上取得突破,在国内首次掌握复合提纯分离方法,可将纯度≥10%的低纯氦气提纯至99.5%以上,系统纯化回收率≥60%,达到国内领先水平,同时,在国内首次实现提纯设备与智能化控制系统相结合,提升了设备的自动化、智能化水平,步入国际先进行列。
技术等级:-1
技术成熟度:八级
技术名称:新型工业废氦气提纯循环利用
技术领域:节能减排
技术特点:(1)先进的智能控制技术设备采用工业化的PLC对系统中中氦气的纯度、测量、压力、温度等进行监测。由此实现对压缩机、干燥净化装置、纯化器、各控制阀门的全自动化监控,完成设备自动化操作。全智能化、安全、可靠的自动控制技术亦是项目的一项关键技术和特点。(2)独有工业氦气复合纯化技术氦气提纯是一项国际前沿研究领域,采用的方法有低温冷凝、膜分离、变压吸附、化学吸附等方法。中国电科16所在低温研究的基础上,突破低温冷凝分离法的研究技术瓶颈,开发工业氦气膜分离提纯技术和设备,与国际巨头在氦气提纯技术和设备方面展开竞争,并积极研究膜分离+低温分离的复合氦气分离方法,结合膜分离高效性和低温分离高回收率和高纯度的特点,将氦气首先经过膜分离技术进行粗提纯,然后采用低温分离技术进行精提纯,满足工业领域节能与高纯的多重需要。
已应用情况:氦主要用于医疗、军工、制冷、半导体、管道检漏、高精度焊接、金属制造、深海潜水、光电子产品生产、气球载、科研、军事等领域。
技术应用范围及说明:(1)核磁共振(低温超导)领域核磁共振成像仪(MRI)采用低温超导磁体技术需液氦进行冷却,据统计,核磁共振成像仪占了全球氦气用量的34%,是最大的终端使用行业。虽然在发达国家核磁共振成像仪的需求量正在减少,但是发展中国家的需求量仍然强劲增长,从而保持了液氦的需求旺盛。(2)制冷(家用电器)领域氦气主要用于冷凝器、蒸发器、管道系统的检漏。(3)半导体、光纤领域氦气主要用于半导体工业中生长锗和硅晶体的保护气,光纤预制棒制作和光纤拉丝工艺中冷却和保护性氛围气体。(4)焊接保护气用途:当一些金属在加热或熔化时,为了阻止其和大气中的氧和氮反应,必须用惰性气氛保护。金属焊接加工中消耗了大量的氦。在惰性气体保护的钨电弧焊(TIG)中,不熔化的钨电、灼热的金属填充物和焊接区域要用连续的氦或氦-氩混合进行保护。保护焊接所用的气体混合物,可以用氦和氩按不同比例配制。根据焊接工艺、焊丝和被焊的母材的不同,混合气的组成可以不同,通常氦-氩混合气中氦的含量为15%-70%。(5)低温工程领域用途:由于氦的化学惰性和极低的液化点,它在除极低温度外的所有温度下都接近理想气体行为,且单位质量的热容量高,黏度低和热导率高等特性,所以氦通常被用做封闭循环低温制冷机的工作介质、国家重大科学工程中低温超导磁体和超导腔的冷却介质以及大专院校科研实验等。(6)航天航空领域用途:在火箭和空间飞行器燃料系统中,氦气用于清洗低温燃料和氧化贮槽,以及加压低温贮槽液面上部空间,以提供直接输送液体氢和液体氧的压力或者仅给输液泵提供净吸入正压,氦常用于气动控制系统中作为工作介质。在火箭发射之前,为了在点火的最初几分钟内得到最大的推进效率,低温氦已用于预冷上一级液氢火箭发动机。液氦还广泛用于低温辐射检测器以及用于空间探索计划中其他专门仪表。(7)气球载(浮空器)用途:民用或军用浮空器、飞艇、气球等充装气体。(8)汽车制造领域用途:氦气用于汽车安全气囊中、在汽车铝合金轮毂气密性检漏中、汽车空调蒸发器、压缩机及冷凝器的气密性检漏中、氦气在车架激光焊接中的应用。(9)其它领域生理医疗、核反应堆、电光源、冶金和金属加工工艺、分析测试载气等。这部分气一般不回收。
联系人手机:联系人姓名:明吉波
联系人电话:0551-65539738

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