ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Циклы сжижения гелия из "Транспорт и хранение промышленных сжиженных газов " В промышленных масштабах газообразный гелий извлекают из природных газов. В природных газах обычно содержится значительное количество сопутствующих газов (азота, метана, двуокиси углерода, тяжелых углеводородов). Процесс выделения гелия связан с конденсированием этих примесей методом глубокого охлаждения. Процесс как бы разбивается на две стадии получение сырого гелия (газ, содержащий 70—90 объемн. % Не) и технически чистого гелия. [c.32] Существуют и другие способы извлечения гелия из гелионосных природных газов, например диффузионный, основанный на высокой проницаемости гелия через мембраны из тефлона. Гелий можно получить также на установках разделения воздуха. Однако его содержание в воздухе мало (0,000524%). Другим источником гелия могут служить монацитовые пески, содержащие 1 см гелия в 1 г руды [3, 7]. Однако все эти источники не могут рассматриваться как промышленные способы получения гелия. [c.32] поступающий на сжижение, должен содержать минимум примесей. [c.32] На рис. 10 приведена схема трехступенчатого цикла сжижения гелия с дросселированием [7]. Газообразный гелий сжимается в компрессоре, проходит теплообменник 1, ванну жидкого азота 2, теплообменник 3, ванну жидкого водорода 4, кипящего в вакууме, и, пройдя теплообменник 5, дросселируется в сборник. Неожи-женная часть гелия возвращается через теплообменники, отдавая свой холод основному потоку газа, в компрессор на линию всасывания. В компрессор добавляют также газообразный гелий в количестве, равном отводимой жидкости. Пары азота и водорода также охлаждают в теплообменниках, через которые проходит основной поток газа, и выводят из ожижителя. Жидкий азот и водород поступают в ожижитель из других установок. [c.32] Более сложный вариант этого цикла предусматривает получение жидкого водорода непосредственно в гелиевом ожижителе. Основное преимущество такого варианта — независимость от источника снабжения жидкого водорода. [c.32] Существуют также детандерные циклы с предварительным охлаждением, где испарение водорода заменено расширением части потока гелия в детандере. Усовершенствование детандерного цикла заключается в применении второго детандера с последующим дросселированием оставшегося количества гелия вместо охлаждения жидким азотом. [c.33] Разработаны циклы с пятью ступенями предварительного охлаждения, что позволяет приблизиться к идеальному циклу сжижения. В крупных ожижительных установках нашел применение цикл с четырьмя ступенями предварительного охлаждения жидкий азот, расширение сжатого гелия в двух детандерах и дросселирование. Увеличение числа детандеров улучшает характеристику цикла, но усложняет эксплуатацию. [c.33] В США с 1964 г. эксплуатируются установки по сжижению гелия производительностью 60, 100 и 120 л/ч, работающие по циклу с детандерами [55, 56]. Применение турбодетандеров в гелиевых циклах позволило получить ожижители производительностью до 700 л/ч [57]. [c.33] Вернуться к основной статье