[实用新型]一种超纯氢气制造装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超纯氢气制造装置，以廉价的纯度～99.5％至99.9998％的氢气作为原料气，经金属钯复合膜氢气纯化器进行纯化，制造超纯氢气，氢气纯度＞99.9999％。利用该装置生产的超纯氢气，具有装置投资低和生产成本低的明显优势，可用于为多晶硅生产和LED外延片生长等提供廉价超纯氢气。

背景技术

近年来，电子信息、LED照明和光伏发电产业的迅猛发展，促进了对超纯氢气(纯度＞99.9999％)的强烈需求。然而，现有技术生产超纯氢气却付出了昂贵的代价。例如，半导体和LED照明产业所需要的超纯氢气(99.999999％，以下简称8N)几乎全部是通过昂贵的金属钯管纯化生产的。由于应用强度的要求，金属钯管的厚度至少要100微米，不仅消耗大量的贵金属钯，而且其透氢量非常低，其制氢成本和制氢规模无法满足未来规模化应用的需求。再比如，电子信息和光伏发电产业的基础材料是多晶硅，高纯度多晶硅是电子信息、半导体集成电路和光伏发电产业链的初端，它的质量直接关系到最终产品的性能，而目前生产多晶硅所用的超纯氢气(99.9999％，以下简称6N)几乎全部是采用昂贵的电解水工艺生产的，因为，只有水电解氢气才可以通过催化吸附技术脱除H₂O和O₂而满足多晶硅生产要求。很明显，无论是通过金属钯管进行纯化，还是采用电解氢通过催化吸附纯化，其装置投资和生产成本都是极其昂贵的。

而对于天然气水蒸汽重整、甲醇裂解或者氨分解等生产的廉价氢气，利用现有深冷分离和变压吸附分离技术却很难生产超纯氢气，氢气纯度通常最高达到99.999％。

本实用新型通过以廉价的纯度～99.5％至99.9998％的氢气作为原料气，经金属钯复合膜氢气纯化器进行纯化，制造超纯氢气，其生产装置投资大幅降低，所生产超纯氢气的成本大幅度降低，因而可以满足电子信息、半导体、LED照明和光伏发电等战略性新兴产业对超纯氢气日益增长的迫切需求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种利用廉价的纯度～99.5％至99.9998％的氢气作为原料气，经金属钯复合膜氢气纯化器进行纯化，制造超纯氢气的装置，所生产的氢气纯度＞99.9999％。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种超纯氢气制造装置，包括原料氢气缓冲罐，过滤器，流量控制阀，加热器，金属钯复合膜氢气纯化器，换热器，氢气储罐，

原料氢气缓冲罐的气体出口通过管路依次经过滤器、流量控制阀和加热器后与金属钯复合膜氢气纯化器的入口相连，金属钯复合膜氢气纯化器的出口通过管路经换热器换热后与氢气储罐相连；金属钯复合膜氢气纯化器的尾气出口排空。

过滤器为气体过滤器、精密气体过滤器或精密空气过滤器；

优选地，所述金属钯复合膜氢气纯化器是采用多通道金属钯复合膜材料制备的氢气纯化器。

本实用新型以廉价的纯度～99.5％至99.9998％的氢气作为原料气，经金属钯复合膜氢气纯化器进行纯化，制造超纯氢气，氢气纯度＞99.9999％。

所述的廉价的纯度～99.5％至99.9998％的氢气来自于管道输送的氢气。

所述廉价的纯度～99.5％至99.9998％的氢气来自于甲醇裂解经变压吸附分离的氢气；或所述的廉价的纯度～99.5％至99.9998％的氢气来自于甲醇裂解经金属钯复合膜初步纯化的氢气。

所述的廉价的纯度～99.5％至99.9998％的氢气来自于氨分解经变压吸附分离的氢气；或所述的廉价的纯度～99.5％至99.9998％的氢气来自于氨分解经金属钯复合膜初步纯化的氢气。

所述的廉价的纯度～99.5％至99.9998％的氢气来自于天然气水蒸汽重整经变压吸附分离的氢气；或所述的廉价的纯度～99.5％至99.9998％的氢气来自于天然气水蒸汽重整经金属钯复合膜初步纯化的氢气。