飞艇氦气回收
系统组成
- 低压缓冲罐：进气端与飞艇内囊的出气端通过管道连接，用于收集飞艇排出的低压氦气，起到缓冲和稳定气流的作用。
- 压缩机：通常为高压压缩机，进气端与低压缓冲罐的出气端相连，将低压氦气压缩至较高压力，以便后续处理。
- 油水分离模块：进气端与压缩机的出气端连接，由一个或多个油水分离器组成，用于去除氦气中的油质、水分和颗粒等杂质。
- 减压模块：进气端与油水分离模块的出气端相连，用于减小进入后续分离模块的氦气压力，可包括调压阀和一个或多个高压储气罐，通过多级减压使氦气压力降低到合适范围。
- 分离模块：一般采用膜分离技术，包括一级分离模块和二级分离模块。一级分离模块的进气端与减压模块的出气端相连，其出纯气端通过管道与飞艇内囊的进气端连接，用于将氦气初步分离提纯；二级分离模块的进气端与一级分离模块的尾气端连接，出纯气端与低压缓冲罐连接，对尾气中的氦气进一步分离回收，提高氦气的回收率和纯度。
- 氦气高压集装管：进气端通过管道与油水分离模块的出气端相连，出气端通过管道与油水分离模块的进气端连接，用于盛装备用的氦气，通过控制相关阀门可实现氦气进入集装管或分离模块1。
- PLC 智能控制系统：与管道中的阀门和压缩机相连，根据设定的参数和实际运行情况，自动控制各个设备的运行状态，实现系统的自动化运行和监控。
工作原理
飞艇在使用过程中，由于各种原因导致内囊氦气纯度下降或需要排出部分氦气时，氦气从内囊出气端排出，进入低压缓冲罐。然后，被压缩机压缩成高压氦气，经过油水分离模块去除杂质。接着，高压氦气进入减压模块进行减压，再进入一级分离模块，利用膜分离技术将氦气中的杂质分离出来，得到纯度较高的氦气并送回飞艇内囊。一级分离模块的尾气则进入二级分离模块进一步处理，回收其中的氦气，提高氦气回收率。系统还可通过控制阀门，将部分氦气储存到氦气高压集装管中作为备用，在需要时再补充到系统中。
技术优势
- 高效分离提纯：采用一级双膜并联、二级串联的膜分离技术，针对低浓度的原料氦气，一级双膜并联降低了流阻，提高了膜分离面积和分离效率；二级分离提高了回收效率和出气纯度。经实验验证，可将 60%-90% 的污氦提纯至 95%-98%，提纯回收率≥90%。
- 集成化与在线处理：系统集成在飞艇上，能够实现在线纯化，无需将飞艇完全回收即可对氦气进行提纯处理，立即将纯化后的氦气供飞艇使用，实现了氦气的循环使用，有效延长了飞艇在空中停留的时间以及停留的平均高度。
- 成本节约与安全性高：氦气高压集装管与分离模块共用一个压缩机，通过阀门控制实现氦气进入不同模块，节省了成本，同时也提高了飞艇氦气的储存量，延长了飞艇在空气中的停留时间。此外，系统具备完善的安全保护措施，如安全泄压阀等，确保系统运行的安全性。
