徐 鹏 冯国超,2 朱伟平 龚领会 李正宇 邹龙辉,2

(1中国科学院理化技术研究所 北京 100190) (2中国科学院大学 北京 100190)

带冷量回收的污氦气冷凝纯化方法

徐 鹏1冯国超1,2朱伟平1龚领会1李正宇1邹龙辉1,2

(1中国科学院理化技术研究所 北京 100190) (2中国科学院大学 北京 100190)

以HYSYS为工具对氦冷凝纯化的影响因素进行了理论分析，为氦冷凝纯化的纯化压力选取提供了依据。同时，对冷凝纯化过程中的冷量回收利用方式进行了理论研究，提出了对杂质冷凝液节流后回热的新方法，经过模拟计算，提高了氦冷凝纯化的经济性。

氦气 冷凝纯化 冷量回收

1 引 言

氦是一种无色、无味的惰性气体，化学性质极其稳定，一般情况下不与任何元素化合。氦具有很低的临界温度，是自然界中最难液化的气体；在所有的气体中，氦的沸点最低，4He的标准沸点仅为4.224 K。同时，氦还具有较高的比热、热导率及低密度等热物理性质(仅次于氢气)[1]。因其独特的热物性，氦被广泛应用于低温、超导(NMR，MRI等)、加压置换、焊接保护气氛、检漏、呼吸混合气等方面，它和空间技术、半导体、超导、光纤等工业的发展密切相关[2]。

氦应用如此之广泛，但是氦是一种稀缺的不可再生资源，在空气中含量仅为4—5.6 mg/L，而且其提取过程非常困难，因此主要从天然气中提取微量的氦气。中国是一个贫氦国家，几乎全部的氦气来源于国外进口，随着低温技术的不断进步，对氦的需求量日益增大，一旦美国收紧氦的出口，届时会因无氦供应导致现有的许多相关的科研和医疗项目无法实施，影响非常严重。……