本实用新型涉及工业气体气体提纯领域，特别涉及一种粗氖氦气多级除氢装置。
背景技术：
氦气是稀有气体产品链中重要的组成部分，可广泛应用于军工、科研、石化、制冷、医疗、半导体、管道检漏、超导实验、金属制造、深海潜水、高精度焊接、光电子产品生产等领域。
氖气则是一种无色、无味、非易燃的稀有气体。通常氖可以作为彩色霓虹灯的充装气体用于户外广告显示；此外，它还可用于可视发光指示灯、电压调节，以及激光混合气成份。
随着全球氖气、氦气需求量的不断上升、地缘政治的影响以及美国将氦气定位为战略储备资源后，全球氖氦气供小于求和价格持续升高的局面将一直持续下去。由于全球氦氖气资源分布的不均匀，我国的天然气中氦气含量极低，导致我国从天然气中提取氦气成本较高，而且大气中氦气量大约是天然气量的10倍，当含氦天然气源枯竭时，大气将是氦气的唯一来源，此外从现有空分中提取氖氦具有流程和设备复杂、投资高、能耗高，装置所需冷源不易获取且消耗巨大等特点，因此开发出一种从空分装置中提取高纯氖氦的新工艺流程和高效低温制冷设备至关重要。开展相关研究对于国家的战略发展和降低对外氖氦气依存度有着举足轻重的作用，具有较大的研究价值和必要性。
目前国际上对氖气中含氢的纯度要求越来越高，而国内主流的除氢装置采取一级除氢，除氢纯度≤1ppm，难以生产出含氢小于1ppm的氖气，无法满足国际上对于高品质氖气的要求。本发明可以把原料中的氢气含量处理到≤0.1ppm，能够帮助下游装置生产出含氢量≤0.1ppm的氖气，极大地提高氖气的质量，满足高端用户的需求。
技术实现要素：
本实用新型装置的目的在于设计一种粗氖氦气多级除氢装置，采用加氧反应除氢的方法，将氢气除至0.1ppm以内，同时将反应后的水经过干燥去除。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种粗氖氦气多级除氢装置，其包括，一级催化反应器，其进口管路分别连接氧气管道及原料气管道，且，该进口管路中还设置一级电加热器；一级水冷却器，其进口连接于所述一级催化反应器的出口管路；冷水机组，其进口管路连接于所述一级水冷却器的出口管路；一级水分离器、二级电加热器，依次设置于所述冷水机组的出口管路中；二级催化反应器，其进口管路连接所述二级电加热器的出口管路；二级水冷却器，其进口连接于所述二级催化反应器的出口管路；二级水分离器，其进口连接于所述二级水冷却器的出口管路；分子筛吸附器，其进口通过管路连接于所述二级水分离器；其中，二级水冷却器的出口管路还设一路管路连接至冷水机组，经过冷水机组后返回连接至二级水冷却器的出口管路。
优选的，所述分子筛吸附器设两台，一台工作，另一台再生。
本实用新型装置采用一级电加热器作为原料气和氧气混合器和加热器，在加热的同时完成混合，极大地提高混合均匀性，提高了除氢效率；同时不再需要专用的混合器，简化了设备，降低了投资，提高了装置的可操作性。
本实用新型装置采用二级反应除氢的方式，同时为防止一级反应后的水积聚，影响反应平衡，导致后续除氢的不彻底。一级反应后的气体经过水冷却器冷却后，进入冷水机组，进一步冷却至低温，使气体中的绝大多数水析出。除水后的气体重新加温后进入二级催化反应器彻底除氢，使产品气氢气纯度≤0.1ppm。同时二级反应后的气体可重新进入冷水机组冷却，增加水分离器除水效果，减小后续分子筛吸附器工作负荷。
本实用新型的优点在于：
1.相对于原有的粗氖氦气除氢装置，本实用新型可以将氢气纯度控制在0.1ppm以内，除氢效果更好。
2.采用本实用新型除氢之后的粗氖氦气进一步精制得到的氖气产品纯度高于高纯氖国家标准，满足高端的市场需求，产品附加值高。
3.采用带混合功能的电加热器，在加热的同时混合原料气和补充氧气，既节省了投资和空间，同时满足工艺要求。
4.采用冷水机组进一步冷却一级反应后的气体，使反应后的水析出，保证后续二级反应彻底除氢。
5.实现了自动化除氢反应及干燥，保证连续化生产。
6.减少了大量的人工操作，节省了人力成本。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型的粗氖氦气多级除氢装置，其包括，
一级催化反应器1，其进口管路分别连接氧气管道L1及原料气管道L2，且，该进口管路中还设置一级电加热器2；一级催化反应器1内设铂钯催化剂；
一级水冷却器3，其进口连接于所述一级催化反应器1的出口管路；
冷水机组4，其进口管路连接于所述一级水冷却器3的出口管路；
一级水分离器5、二级电加热器6，依次设置于所述冷水机组4的出口管路中；
二级催化反应器7，内设铂钯催化剂，其进口管路连接所述二级电加热器6的出口管路；
二级水冷却器8，其进口连接于所述二级催化反应器7的出口管路；
二级水分离器9，其进口连接于所述二级水冷却器7的出口管路；
两台分子筛吸附器10、10’，其进口通过管路连接于所述二级水分离器9；
其中，二级水冷却器7的出口管路还设一路管路L3连接至冷水机组4，经过冷水机组4后返回连接至二级水冷却器7的出口管路。
具体的工艺流程为：
从空分中提取的粗氖氦气与补充氧气一起进入一级电加热器混合并加热，加热至一定温度后的混合气体进入一级催化反应器进行反应，氢气与氧气反应生成水，反应后的气体经过一级水冷却器和冷水机组后，并进入一级水分离器将其中的游离水除去，气相再经二级电加热器加热后，进入二级催化反应器将可能残留的氢气除去，并依次进入二级水冷却器、冷水机组、二级水分离器，将游离水除去；脱氢后的气体经过两个在线切换的分子筛吸附器后，将气态水除至规定的值；同时，氮气作为再生气经控制阀、电加热器11对分子筛吸附器反吹再生。