一种用于地热井伴生气的氦气提取系统的制作方法

1.本实用新型涉及氦气提取技术领域，具体为一种用于地热井伴生气的氦气提取系统。


背景技术：

2.氦气，是一种稀有气体，为无色无味的惰性气体，化学性质不活泼，一般状态下很难和其它物质发生反应，随着现代科技的飞速发展，氦气作为一种不可再生稀有气体，在医疗、电子、国防、军工等领域应用越来越广泛。
3.在地热井中可以提取的氦气资源，但是常规的提取工艺能耗巨大，而且提取的氦气会存在杂质不易控制。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于地热井伴生气的氦气提取系统，具备提取地热井中氦气的优点，解决了现有的地热井提取氦气时能耗大，而且存在杂质的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于地热井伴生气的氦气提取系统，包括缓冲罐，地热井的输出端设置有缓冲罐，缓冲罐的输出端连接有低压隔膜压缩机，低压隔膜压缩机的输出端连接有脱硫罐，脱硫罐的输出端连接有脱硫罐，脱硫罐的输出端连接有冷干机，冷干机的输出端连接有一段膜组分离器，一段膜组分离器的输出端连接有二段膜组分离器和中空纤维分离单元，二段膜组分离器的输出端连接有尾气处理机构，中空纤维分离单元的输出端连接有活塞压缩机，活塞压缩机的输出单连接有vpsa，vpsa的输出端连接有高压隔膜压缩机二，高压隔膜压缩机二的输出单连接有产品气集气格组。
8.优选的，二段膜组分离器和vpsa的输出端分别与缓冲罐的输入端连接。
9.通过采用上述方案，通过将二段膜组分离器和vpsa的输出端分别与缓冲罐的输入端连接这样可以将二段膜组分离器产生的氦气含量为百分之十以上的气体回归到缓冲罐内进行循环，vpsa产生的解析气氦气含量百分之一左右也回归到缓冲罐内与井口第二井伴生气和二段膜组渗透气进行混合，作为原料气氦气含量百分之三左右，再次进入流程进行分离。
10.优选的，每根分离器均是用阀门切断或接通。
11.通过采用上述方案，通过将分离器是用阀门切断或是分离，这样后期便于各个单位单独的进行作业。
12.优选的，一段膜组分离器和二段膜组分离器分别连接真空泵。
13.通过采用上述方案，通过将一段膜组分离器和二段膜组分离器分别连接真空泵，这样一段膜组分离器渗透气和二段膜组分离器渗透气可以增大中空纤维分离单元两侧的
压差，这样可以增加膜分离器的分离效果。
14.优选的，中空纤维分离单元的输出端高压隔膜压缩机一，高压隔膜压缩机一的输出端连接有渗透气集气格组，渗透气集气格组的输出端连接有活塞压缩机。
15.通过采用上述方案，通过在中空纤维分离单元的输出端高压隔膜压缩机一，高压隔膜压缩机一的输出端连接有渗透气集气格组，渗透气集气格组的输出端连接有活塞压缩机，这样可以将中空纤维分离单元产生的氦气含量百分之五十的气体储存在渗透气集气格组内的钢瓶内，以备后续在进行提纯时使用，当使用时，通过活塞压缩机将气体抽入到vpsa内进行提纯。
16.优选的，冷风机包括辅助组件，所述辅助组件包括冷风机，所述冷风机的正面顶部设置有控制器，所述冷风机的正面对称设置有固定块，两个所述固定块的相对面一侧对称开设有滑道一，两个所述滑道一的内侧滑动连接有防尘网。
17.通过采用上述方案，通过在冷风机的正面设置的两个固定块，在固定块的相对面一侧对称开设的滑道一，在滑道一的内侧设置防尘网，这样便于后期将防尘网拆卸下来，避免后期防尘网发生损坏，导致对冷风机的散热系统造成影响。
18.优选的，两个所述固定块的内侧相对面另一侧对称开设有滑道二，两个所述滑道二的内侧滑动连接有滑板，所述滑板的背面设置有软刷，两个所述固定块的正面顶部设置有固定板，所述固定板的顶部设置有活动杆，所述活动杆的一端贯穿所述固定板的顶部并与所述滑板的正面连接。
19.通过采用上述方案，通过在固定块的相对面另一侧开设的滑道二，在滑道二的内侧设置的滑板，在滑板的背面设置的有软刷，这样可以通过移动滑板，可以对防尘网的表面灰尘进行清理，在固定块的正面设置有固定板，固定板的顶部设置有活动杆活动杆穿过固定板并连接滑板，这样可以通过抽拉活动杆就可以控制软刷对防尘网的表面进行清理。
20.优选的，所述活动杆与所述滑板通过螺栓连接。
21.通过采用上述方案，通过使活动杆与滑板螺栓连接，这样便于后期对软刷进行更换。
22.(三)有益效果
23.与现有技术相比，本实用新型提供了一种用于地热井伴生气的氦气提取系统，具备以下有益效果：
24.该用于地热井伴生气的氦气提取系统，通过地热井伴生气以地热水为载体，通过潜水泵送至地面后，经过气水分离器分离，地热水进入供热换热流程，地热井伴生气(氦气含量2.5-3％)进入缓冲罐，缓冲罐的主要目的是均衡气源压力波动现象和冷却气体的作用，使提取系统工作更平稳，缓冲罐下部的水由液位自控自动排放，从缓冲罐出来的气体进低压隔膜压缩机入口，压缩机将微正压气体提升到操作压力0.25-0.35mpa去净化系统进行脱硫、脱氢和脱湿，气体依次进入脱硫罐和脱硫罐，通过和罐内脱硫剂直接接触将气体中硫化氢脱除至0.1ppm，脱硫后的气体进入脱氢罐，脱氢罐内部装有钯触媒催化剂，钯触媒催化剂是化学和化工反应过程经常采用的一种催化剂，利用加氧消氢法脱除气体中的氢。脱硫脱氢后的气体进入冷干机，冷干机利用冷媒与气体进行热交换，把气体温度降到2～10℃范围的露点温度，将气体中的水蒸气脱除，以防止原料气进入膜分离器后产生水雾影响膜分离性能，冷凝形成的液态水由冷干机内部的浮球阀自动排出，净化后的气体进入中空纤维
膜分离单元，中空纤维膜对氦气有较高的选择性，靠中空纤维膜内、外两侧分压差为推动力，通过溶解、扩散、解吸等步骤而实现分离，使中空纤维膜内侧形成贫氦气流，而外侧形成了富氦气流，前者称为尾气，后者称为渗透气，气体首先进入一段膜组分离器进行分离，一段膜组渗透气通过真空泵抽真空产出氦气含量为50％以上的组分作为原料气进入变压吸附流程进行提纯，一段膜组尾气(氦气含量0.8％左右)作为二段膜组分离器的原料气去二段膜组分离器，二段膜组分离器尾气为贫氦气直接排空，氦气含量50％以上渗透气作为原料气进入抽真空变压吸附(vpsa)流程。气体经活塞压缩机提升到操作压力0.8-1.0mpa后进入vpsa吸附塔进行提纯，产品气(氦气含量99％以上)经高压压缩机三存储至产品气集气格组内的钢瓶。
附图说明
25.图1为地热井伴生氦气提取流程简图示意图；
26.图2为本实用新型中冷风机正面的结构示意图；
27.图3为本实用新型中两个固定块顶部的结构示意图。
28.图中：
29.1、辅助组件；11、冷风机；12、控制器；13、固定块；131、滑道一；132、滑道二；14、防尘网；15、滑板；16、软刷；17、固定板；171、活动杆。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.实施例一
32.一种用于地热井伴生气的氦气提取系统，包括缓冲罐，地热井的输出端设置有缓冲罐，缓冲罐的输出端连接有低压隔膜压缩机，低压隔膜压缩机的输出端连接有脱硫罐，脱硫罐的输出端连接有脱硫罐，脱硫罐的输出端连接有冷干机，冷干机的输出端连接有一段膜组分离器，一段膜组分离器的输出端连接有二段膜组分离器和中空纤维分离单元，二段膜组分离器的输出端连接有尾气处理机构，中空纤维分离单元的输出端连接有活塞压缩机，活塞压缩机的输出单连接有vpsa，vpsa的输出端连接有高压隔膜压缩机二，高压隔膜压缩机二的输出单连接有产品气集气格组；
33.二段膜组分离器和vpsa的输出端分别与缓冲罐的输入端连接，每根分离器均是用阀门切断或接通，一段膜组分离器和二段膜组分离器分别连接真空泵，中空纤维分离单元的输出端高压隔膜压缩机一，高压隔膜压缩机一的输出端连接有渗透气集气格组，渗透气集气格组的输出端连接有活塞压缩机。
34.参阅图1-3，地热井伴生气以地热水为载体，通过潜水泵送至地面后，经过气水分离器分离，地热水进入供热换热流程，地热井伴生气(氦气含量2.5-3％)进入缓冲罐，缓冲罐的主要目的是均衡气源压力波动现象和冷却气体的作用，使提取系统工作更平稳，缓冲罐下部的水由液位自控自动排放，从缓冲罐出来的气体进低压隔膜压缩机入口，压缩机将
微正压气体提升到操作压力0.25-0.35mpa去净化系统进行脱硫、脱氢和脱湿，气体依次进入脱硫罐和脱硫罐，通过和罐内脱硫剂直接接触将气体中硫化氢脱除至0.1ppm，脱硫后的气体进入脱氢罐，脱氢罐内部装有钯触媒催化剂，钯触媒催化剂是化学和化工反应过程经常采用的一种催化剂，利用加氧消氢法脱除气体中的氢。脱硫脱氢后的气体进入冷干机，冷干机利用冷媒与气体进行热交换，把气体温度降到2～10℃范围的露点温度，将气体中的水蒸气脱除，以防止原料气进入膜分离器后产生水雾影响膜分离性能，冷凝形成的液态水由冷干机内部的浮球阀自动排出，净化后的气体进入中空纤维膜分离单元，中空纤维膜对氦气有较高的选择性，靠中空纤维膜内、外两侧分压差为推动力，通过溶解、扩散、解吸等步骤而实现分离，使中空纤维膜内侧形成贫氦气流，而外侧形成了富氦气流，前者称为尾气，后者称为渗透气，气体首先进入一段膜组分离器进行分离，一段膜组渗透气通过真空泵抽真空产出氦气含量为50％以上的组分作为原料气进入变压吸附流程进行提纯，一段膜组尾气(氦气含量0.8％左右)作为二段膜组分离器的原料气去二段膜组分离器，二段膜组分离器尾气为贫氦气直接排空，氦气含量50％以上渗透气作为原料气进入抽真空变压吸附(vpsa)流程。气体经活塞压缩机提升到操作压力0.8-1.0mpa后进入vpsa吸附塔进行提纯，产品气(氦气含量99％以上)经高压压缩机三存储至产品气集气格组内的钢瓶，vpsa是一种真空变压吸附，利用抽真空的办法降低被吸附组分的分压，使吸附的组分在负压下解吸出来的流程，通过将二段膜组分离器和vpsa的输出端分别与缓冲罐的输入端连接这样可以将二段膜组分离器产生的氦气含量为百分之十以上的气体回归到缓冲罐内进行循环，vpsa产生的解析气氦气含量百分之一左右也回归到缓冲罐内与井口第二井伴生气和二段膜组渗透气进行混合，作为原料气氦气含量百分之三左右，再次进入流程进行分离，通过将分离器是用阀门切断或是分离，这样后期便于各个单位单独的进行作业，通过将一段膜组分离器和二段膜组分离器分别连接真空泵，这样一段膜组分离器渗透气和二段膜组分离器渗透气可以增大中空纤维分离单元两侧的压差，这样可以增加膜分离器的分离效果，通过在中空纤维分离单元的输出端高压隔膜压缩机一，高压隔膜压缩机一的输出端连接有渗透气集气格组，渗透气集气格组的输出端连接有活塞压缩机，这样可以将中空纤维分离单元产生的氦气含量百分之五十的气体储存在渗透气集气格组内的钢瓶内，以备后续在进行提纯时使用，当使用时，通过活塞压缩机将气体抽入到vpsa内进行提纯。
35.实施例二
36.在实施例一的基础上增加了辅助组件1。
37.冷风机包括辅助组件1，所述辅助组件1包括冷风机11，所述冷风机11的正面顶部设置有控制器12，所述冷风机11的正面对称设置有固定块13，两个所述固定块13的相对面一侧对称开设有滑道一131，两个所述滑道一131的内侧滑动连接有防尘网14，两个所述固定块13的内侧相对面另一侧对称开设有滑道二132，两个所述滑道二132的内侧滑动连接有滑板15，所述滑板15的背面设置有软刷16，两个所述固定块13的正面顶部设置有固定板17，所述固定板17的顶部设置有活动杆171，所述活动杆171的一端贯穿所述固定板17的顶部并与所述滑板15的正面连接，所述活动杆171与所述滑板15通过螺栓连接。
38.参阅图1-3，通过在冷风机11的正面设置的两个固定块13，在固定块13的相对面一侧对称开设的滑道一131，在滑道一131的内侧设置防尘网14，这样便于后期将防尘网14拆卸下来，避免后期防尘网14发生损坏，导致对冷风机11的散热系统造成影响，通过在固定块
13的相对面另一侧开设的滑道二132，在滑道二132的内侧设置的滑板15，在滑板15的背面设置的有软刷16，这样可以通过移动滑板15，可以对防尘网14的表面灰尘进行清理，在固定块13的正面设置有固定板17，固定板17的顶部设置有活动杆171活动杆穿过固定板17并连接滑板15，这样可以通过抽拉活动杆171就可以控制软刷16对防尘网14的表面进行清理，通过使活动杆171与滑板15螺栓连接，这样便于后期对软刷16进行更换。
39.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。